jesÚs rosario Álvarez silva ingeniero agronÓmo …

76
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA AGRARIA ANTONIO NARRO DIVISIÓN DE AGRONOMÍA DEPARTAMENTO DE PARASITOLOGÍA Evaluación de la Toxicidad y Selectividad de Cuatro Insecticidas en Abeja Europea Apis mellífera (Hymenoptera: Apidae) Por: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA TESIS Presentada como requisito parcial para obtener el título de: INGENIERO AGRONÓMO PARASITÓLOGO Saltillo, Coahuila, México. Diciembre 2013

Upload: others

Post on 13-Nov-2021

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA AGRARIA ANTONIO NARRO

DIVISIÓN DE AGRONOMÍA

DEPARTAMENTO DE PARASITOLOGÍA

Evaluación de la Toxicidad y Selectividad de Cuatro Insecticidas en Abeja Europea

Apis mellífera (Hymenoptera: Apidae)

Por:

JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA

TESIS

Presentada como requisito parcial para obtener el título de:

INGENIERO AGRONÓMO PARASITÓLOGO

Saltillo, Coahuila, México.

Diciembre 2013

Page 2: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …
Page 3: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

ii

AGRADECIMIENTOS

Con todo mi corazón a mi Dios Jesucristo todo poderoso, por su

divina protección a lo largo de mi vida y por seguirme formando como

buen hombre día a día.

A mis padres: Francisco Álvarez Mtz., Maribel Álvarez Silva,

Elva Silva Valdez, por su apoyo y cariño que siempre recibí de manera

incondicional y gracias por ser mi familia.

A mis hermanos: Luisa Marcela Álvarez Silva y Ángel Adrian

Álvarez Silva por su cariño y motivo para que yo lograra este logro.

A mi sobrina: María de Guadalupe Álvarez Silva por ese corazón

tan lleno de ternura, y por darme su cariño y respeto.

A mis tíos: Ernesto, Guadalupe, Francisco, Patricia.

A mi tía Maricruz por tanto apoyo brindado incondicionalmente.

Gracias a mi ‘’Alma Terra Mater’’ por formarme como profesional

y darme lo necesario a lo largo de la carrera.

A mi amigo Fabián Cossio Rubio por haberme brindado su

amistad y regalado la oportunidad de estudiar en esta institución.

A mis amigos Sandra Bautista, Jorge Corrales, Alfredo Colomo,

Francisco Marín, Javier Pérez, Ángel Mayo, Dilmar Santiago, Jorge

Valencia, Víctor Torres, M.C. Oscar Sánchez, Oscar Castro, Juan

Negrete, M.C. Rebeca Villegas.

A Diana Edith Hernández Gonzales por su apoyo incondicional y

motivación para que este y muchos proyectos en vida se realizaran

exitosamente con cariño y respeto hacia usted.

Al Dr. Ernesto Cerna Chávez, por sus consejos, apoyo y dedicación

a la realización de este proyecto, así como su amistad brindada.

Al Dr. Jerónimo Landeros Flores, por ser parte esta investigación.

Al M.C. Daniel por su amistad y apoyo para que este proyecto se

llevara a cabo.

Page 4: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

iii

DEDICATORIAS

Dedicado con cariño y respeto especialmente a mis Padres: Francisco Álvarez

Martínez, Maribel Álvarez Silva, Elva Silva Valdez, por ser grandes personas, por ser

mi gran familia, a su esfuerzo y apoyo para este logro y por ser la inspiración de mi

superación.

A mi hermana y hermano: Luisa Marcela Álvarez Silva, Ángel Adrian Álvarez

Silva, dedicado por ser mis hermanos mayores y por enseñarme a ver la vida de una

mejor manera con cariño y respeto.

A mis tíos: Ernesto Álvarez, Francisco Álvarez, Guadalupe Mendoza, Patricia

García, Sandra Castro por su apoyo que fue indispensable en este proyecto.

A mi tía Maricruz Lizárraga, por su motivación y apoyo a quien dedico con

cariño y respeto.

A mis primos: Cristina, , Brenda, Nora Guadalupe Alejandra Álvarez Mendoza,

y a Carolina y Francisco Álvarez García.

A mis amigos de infancia Fabián Cossio, Damián Aguilera, Arturo y Rosario

Salas, Miguel Fontes, por tanto aprecio.

A la familia Aguilera López con mucho respeto y cariño.

A un Ángel que siempre nos cuida del cielo y Ernesto Álvarez Mendoza

(D.E.P.) por todos los recuerdos que dejaste, hasta allá arriba donde estas primo con

admiración y respeto.

A los amigos que se convirtieron en hermanos, Sandra Bautista, Jorge

Corrales, Alfredo Colomo, Francisco Marín, Javier Pérez, Ángel Mayo, Dilmar

Santiago, Jorge Valencia, Víctor Torres, M.C. Oscar Sánchez, Oscar Castro, Juan

Negrete, M.C. Rebeca Villegas, M.C. Daniel Lara.

A todos mis compañeros de la generación CXVI de la carrera de Ingeniero

Agrónomo Parasitólogo por tantas enseñanzas compartidas.

Page 5: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

iv

INDICE DE CONTENIDO

DEDICATORIA .............................................................................................................. iii

INDICE DE CONTENIDO............................................................................................. iv

INDICE DE CUADRO ................................................................................................. viii

INDICE DE FIGURAS .................................................................................................. ix

INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 1

Justificación................................................................................................................... 3

Objetivo ......................................................................................................................... 4

Hipótesis ....................................................................................................................... 4

REVISIÓN DE LITERATURA ........................................................................................ 5

Aspectos Generales del Cultivo de Tomate .................................................................. 5

Origen del tomate ...................................................................................................... 5

Distribución en México .............................................................................................. 5

Descripción botánica ................................................................................................. 6 La semilla ............................................................................................................... 6 Sistema radicular ................................................................................................... 7 Tallo principal ......................................................................................................... 7 Hoja ....................................................................................................................... 8 Flor ......................................................................................................................... 8 Fruto....................................................................................................................... 9 Clima ...................................................................................................................... 9

Ubicación taxonómica ............................................................................................. 10

Polinización en cultivos ............................................................................................... 11

Importancia de la Polinización ................................................................................. 11

Transporte del polen ................................................................................................ 12

Tipos de Polinización ............................................................................................... 12 Autopolinización ................................................................................................... 12 Polinización cruzada ............................................................................................ 13 Polinización anemófila ......................................................................................... 13 Polinización entomófila ........................................................................................ 13 Insectos polinizadores ......................................................................................... 13

Clasificación de los insectos polinizadores .............................................................. 14

Condiciones climáticas que afectan el desarrollo de las comunidades de insectos polinizadores ........................................................................................................... 16

Temperatura ........................................................................................................ 16 Humedad ............................................................................................................. 17 Luz ....................................................................................................................... 17

Page 6: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

v

Viento ................................................................................................................... 17

Atributos de un Buen Insecto Polinizador ................................................................ 18

Invernadero ............................................................................................................. 18

Abeja europea (Apis mellifera) .................................................................................... 20

Antecedentes ........................................................................................................... 20

Castas ..................................................................................................................... 20

Reina ....................................................................................................................... 21

Zángano .................................................................................................................. 22

Obreras.................................................................................................................... 22

Alimentación ............................................................................................................ 23

Anatomía y fisiología de Apis mellifera ....................................................................... 24

Cabeza .................................................................................................................... 25

Antena ..................................................................................................................... 26

Ojos simples u ocelos .............................................................................................. 26

Ojos compuestos ..................................................................................................... 26

La mandíbula ........................................................................................................... 27

El clípeo y el labro ................................................................................................... 27

La probosis .............................................................................................................. 27

Tórax ....................................................................................................................... 27

Las alas ................................................................................................................... 28

Las patas ................................................................................................................. 29

El abdomen ............................................................................................................. 29 Partes externas .................................................................................................... 29 Partes internas ..................................................................................................... 29

Sistema muscular .................................................................................................... 30

Sistema circulatorio ................................................................................................. 30

Sistema respiratorio ................................................................................................. 31

Sistema nervioso ..................................................................................................... 33

Sistema digestivo .................................................................................................... 34

Sistema reproductivo ............................................................................................... 35 Sistema reproductor del macho ........................................................................... 35 Sistema reproductor de la hembra de Apis mellifera ........................................... 36

Sistema glandular .................................................................................................... 38

Page 7: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

vi

Glándulas hipofaríngeas ...................................................................................... 38 Glándulas salivales .............................................................................................. 38 Glándulas mandibulares ...................................................................................... 39 Glándulas de los jugos alimenticios ..................................................................... 39 Glándula odorífera de Nasanoff ........................................................................... 40 Glándulas endocrinas .......................................................................................... 40 Glándula cerera ................................................................................................... 41

Sistema defensivo o vulnerador .............................................................................. 41

Ubicación taxonómica ............................................................................................. 43 Clasificación científica .......................................................................................... 43

Principales razas de Apis mellifera .......................................................................... 44 Caucásica (Apis mellífera caucásica) .................................................................. 44 Carniola (Apis mellifera cárnica) .......................................................................... 44 Europea o abeja negra (Apis mellifera melifera) .................................................. 44 Italiana (Apis mellifera ligustica) ........................................................................... 45 Africana (Apis mellifera scutellata) ....................................................................... 45

Importancia como polinizador ..................................................................................... 45

Efectos negativos de los pesticidas sobre agentes polinizadores ............................... 47

Descripción de los insecticidas ................................................................................... 49

Organoclorados ....................................................................................................... 49 Endosulfan ........................................................................................................... 49

Piretroides ............................................................................................................... 49 Bifentrina .............................................................................................................. 50

Neonicotinoides ....................................................................................................... 51 Imidacloprid .......................................................................................................... 51

Inhibidores de la quitina ........................................................................................... 52 Buprofezin ............................................................................................................ 52

MATERIALES Y METODOS ....................................................................................... 53

Material Biológico .................................................................................................... 53

Plaguicidas utilizados .............................................................................................. 53

Método de Bioensayo .............................................................................................. 54 Método de bioensayo de dieta envenenada (OECD, 1998). ................................ 54

Análisis estadístico .................................................................................................. 55

RESULTADOS Y DISCUSIONES ............................................................................... 56

Resultados del bioensayo obtenidos a 12 horas ..................................................... 56 Concentración letal .............................................................................................. 56

Líneas de Regresión Dosis Mortalidad ....................................................................... 58

Page 8: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

vii

CONCLUSIONES ....................................................................................................... 61

LITERATURA CITADA ................................................................................................ 62

Page 9: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

viii

INDICE DE CUADRO Cuadro Página Cuadro 1.- Insectos polinizadores de cultivos y su porcentaje……………………......14 Cuadro 2.- Periodo de desarrollo de las castas de Apis mellifera…………………….23 Cuadro 3.- Productos y concentraciones evaluadas en los tratamientos, en el experimento de Apis mellifera con los cuatro plaguicidas……………….……………..55 Cuadro 4.- CL50, CL95 y ecuación de predicción de los productos evaluados sobre abejas obreras adultas (Apis mellifera) a 12 horas de exposición……………….........57 Cuadro 5.- CL50, CL95 y ecuación de predicción de los productos evaluados sobre abejas obreras adultas (Apis mellifera) a 24 horas de exposición…………….……….57

Page 10: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

ix

INDICE DE FIGURAS Figura Página Figura 1. Esquema del ciclo de vida de Apis mellifera………………………………....23 Figura 2. Anatomía externa cabeza, tórax y abdomen…………...………………........24 Figura 3. Partes externas de la cabeza…………………………………………....….....25 Figura 4. Estructura de las alas de Apis mellifera……………………………….……..28 Figura 5. Estructura del sistema respiratorio de Apis mellifera…………....…….........33 Figura 6. Estructura del sistema reproductor del macho de Apis mellifera…...…......36 Figura 7. Estructura del sistema reproductor de la hembra de Apis mellifera…........37 Figura 8.- Líneas de respuesta dosis mortalidad sobre abejas obreras adultas (Apis mellifera) con los cuatro insecticidas a 12 horas de exposición…………..…....59 Figura 9.- Líneas de respuesta dosis mortalidad sobre abejas obreras adultas (Apis mellifera) con los cuatro insecticidas a 24 horas de exposición……………………….60

Page 11: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

INTRODUCCIÓN

El tomate o jitomate (Solanum lycopersicum L.) es uno de los cultivos

hortícolas con mayor área cultivada y producción global. México ocupó el noveno

puesto en la producción con 2,1 millones de toneladas, siendo China el mayor

productor con 31,6 y Estados Unidos el segundo con 12,7. En cuanto a la exportación

de tomate fresco, España, los Países Bajos y México se disputan las tres primeras

posiciones con cifras que rondan mil millones de dólares (FAO, 2004).

La producción de tomate (Solanum lycopersicum L.) bajo invernadero en

México tiene una superficie estimada de 53,780.18 para el 2011 (SIAP-SAGARPA

2011). La producción de tomate se realiza durante todo el año. En el caso específico

de la producción del tomate fuera de temporada bajo invernadero, la plantación se

realiza cuando las condiciones ambientales no son las adecuadas. Esto implica que

los procesos de inducción floral, diferenciación floral, polinización, cuajado y

desarrollo de frutos, se realicen en condiciones limitantes de temperatura e intensidad

lumínica, conjuntamente con altas humedades relativas. Por lo que, tales factores

influyen directamente sobre la fecundación de las flores, produciendo un bajo número

de frutos en ausencia de aplicaciones de reguladores de crecimiento o tratamientos

que mejoren la autopolinización, como el uso de polinización mecánica, corrientes de

aire o insectos polinizadores (Schopflocher, 1996).

Desde hace muchos años, en México y en el mundo, se ha utilizado una gama

muy amplia de auxinas y giberelinas con el fin de mejorar el cuajado. Sin embargo,

estas aplicaciones han sido desplazadas en los últimos años, en diversa magnitud,

por abejorros y abejas melíferas del género Apis. El encarecimiento de la mano de

Page 12: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

2

obra en las labores de polinización, y la fuerte tendencia de los consumidores de

países europeos y norteamericanos a preferir productos sin aplicación de

agroquímicos, ha obligado a los productores abastecedores de estos mercados a

utilizar el abejorro y la abeja en el remplazo de hormonas (López, 1997).

El uso de abejorros y abejas implica la utilización de pesticidas selectivos, que

no presenten mortalidad para los polinizadores y los organismos benéficos frente a las

plagas que se presenten en el cultivo (Ruijter, 1997), por lo que esta tecnología

requiere un manejo integrado de plagas.

Algunas abejas europeas poseen conductas que las hacen excelentes

polinizadoras de diversos cultivos, entre ellos el cultivo de tomate. Dada la

importancia que ha adquirido el uso de polinizadores, en varios países se ha

desarrollado la técnica de domesticación. En México como en muchos países se

utiliza a las abejas, con la finalidad de polinizar los cultivos y obtener los mejores

rendimientos. Por esta razón, la industria alimentaria está poniendo sus ojos en la

apicultura y sus abejas para polinizar los cultivos. Actualmente la abeja Apis mellifera

es utilizada como una alternativa de insecto polinizador, debido a los altos costos de

introducir abejorros polinizadores en los cultivos (Coronado, 1997)

Sin embargo, en la agricultura intensiva desarrollada en invernaderos, se

caracteriza por una fuerte explotación de la tierra e incremento en la utilización de

plaguicidas, el uso incorrecto de los mismos, puede plantear graves problemas para el

medio ambiente y para el hombre. Dent (2000) mencionó que existen efectos

negativos por el uso intensivo de los insecticidas, los cuales incluyen la no

especificidad, desarrollo de resistencia a los insecticidas en las plagas, acumulación y

persistencia de los compuestos en el ambiente y efecto en los organismos benéficos y

polinizadores.

Por lo que la integración de varios métodos de control para el manejo de las

plagas, involucra el concepto de compatibilidad con las aplicaciones de insecticidas,

Page 13: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

3

por lo tanto es esencial conocer los riesgos, selectividad y las condiciones de uso de

los insecticidas, para maximizar la compatibilidad entre control químico y los

polinizadores. La compatibilidad de un insecticida con los polinizadores es

determinado mediante pruebas de mortalidad en estos organismos (Bezerra et al.,

2003).

Debido a la problemática que representa el cultivo del tomate debido a la

presencia de muchas plagas, la dependencia a los insecticidas y a la poca

información que existe de la compatibilidad con los polinizadores, se plantea en este

proyecto de investigación el objetivo de evaluar seis de los insecticidas más utilizados

en el cultivo del tomate bajo condiciones de invernadero, sobre la abeja europea Apis

mellifera.

Justificación

La producción de tomate (Solanum lycopersicum L.) bajo invernadero,

presenta una gran superficie, distribuida en 12 estados de la república. Sin embargo

este tipo de producción presenta problemas en el amarre, cuajado y desarrollo de

frutos; siendo de vital importancia el uso de abejorros y abejas melíferas. El uso de

estos polinizadores implica la utilización de pesticidas selectivos, que no presenten

mortalidad para los polinizadores y los organismos benéficos frente a las plagas que

se presenten en el cultivo. Sin embargo, en la agricultura intensiva desarrollada en

invernaderos, se caracteriza por una fuerte explotación de la tierra e incremento en la

utilización de plaguicidas, con efectos negativos; Por lo que, la compatibilidad de las

aplicaciones de insecticidas con los polinizadores es vital, debido a la problemática

que representa el cultivo del tomate a la presencia de muchas plagas, la dependencia

a los insecticidas y a la poca información que existe de la compatibilidad con los

polinizadores.

Page 14: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

4

Objetivo

Determinar el grado de toxicidad y selectividad de cuatro insecticidas de

diferente grupo toxicológico en Apis mellifera.

Hipótesis

Al menos uno de los insecticidas evaluados presentara una baja mortalidad

sobre Apis mellifera.

Page 15: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

REVISIÓN DE LITERATURA

Aspectos Generales del Cultivo de Tomate

La palabra jitomate procede del náhuatl xitomatl, que se deriva de los

vocablos xictli, ombligo y tomātl, tomate, que significa tomate de ombligo.

Considerando la superficie dedicada a su cultivo y el valor de su producción, el tomate

es la hortaliza número uno en el mundo. Es una planta arbustiva e indeterminada,

puede tener un ciclo de vida superior a un año, aunque se cultiva como anual. Para

invernadero se utilizan las variedades de crecimiento indeterminado, pues permiten

tener producción durante periodos largos si se manejan de forma adecuada. El

manejo del cultivo es la clave para obtener altos rendimientos y calidad del fruto.

Origen del tomate

De acuerdo con el libro “The tomato in America” de Smith (1994), el jitomate se

originó muy probablemente en las tierras altas de la costa occidental de Sudamérica.

Investigaciones posteriores han precisado que esta y otras hortalizas se cultivaron en

forma continua por las culturas que florecieron en los Andes (Chile, Colombia,

Ecuador, Bolivia y Perú) desde tiempos preincaicos.

Distribución en México

Villaseñor y Espinosa (1998) reportan la siguiente distribución para la republica:

Baja California Norte, Baja California Sur, Chiapas, Chihuahua, Distrito Federal,

Page 16: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

6

Guerrero, Jalisco, Morelos, Nayarit, Oaxaca, Quintana Roo, Sinaloa, Sonora,

Tabasco, Tamaulipas, Tlaxcala, Veracruz, Yucatán.

Descripción botánica

El tomate es una planta perenne de porte arbustivo que se cultiva como anual.

La planta puede desarrollarse de forma rastrera, semirrecta o erecta, y es limitado en

las variedades determinadas e ilimitadas en las variedades indeterminadas,

llegando en estas últimas, a 10 m en un año. La ramificación es generalmente

simpodial, con lo que los ejes sucesivos se desarrollan a partir de la yema axilar del

eje precedente y la yema terminal da lugar a la inflorescencia o ramas abortivas

(Nuez, 2001).

La semilla

La semilla del tomate tiene forma lenticular con unas dimensiones aproximadas

de 5x 4 x 2 mm y está constituida por el embrión, el endospermo y la testa o cubierta

seminal (Nuez, 2001). El embrión, cuyo desarrollo dará lugar a la planta adulta, esta

constituido, a su vez, por la yema apical, dos cotiledones, el hipocótilo y la radícula. El

endospermo contiene los elementos nutritivos necesarios para el desarrollo inicial del

embrión. La testa está constituida por un tejido duro impermeable, recubierto de

tricomas que envuelve y protege el embrión y el endospermo (Nuez, 2001).

La aplicación exógena de reguladores del crecimiento, principalmente giberelinas y

auxinas, estimula la germinación. Las raíces blancas indican buena sanidad y

crecimiento, además de que la planta está en condiciones óptimas para el transplante.

La germinación también es sensible al pH, las turbas no tratadas presentan valores de

pH muy ácidos que afectan la germinación de la semilla. De acuerdo a (Bewley y

Black,1982), en la germinación pueden distinguirse tres etapas: A) Rápida absorción

de agua por la semilla, que dura aproximadamente 12 hrs; B) Periodo de reposo, que

dura unas 35-40 hrs, durante el cual no se observa ningún cambio en la anatomía ni

Page 17: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

7

en la actividad metabólica de la semilla; C) Etapa de crecimiento, en la que la semilla

comienza a absorber agua de nuevo y se inicia el crecimiento y la emergencia de la

radícula. Por el micropilo ingresa el agua para de germinación. El proceso de

germinación está muy influenciado por la temperatura; el rango óptimo se encuentra

entre los 18 y 29.5o C, la temperatura mínima está entre 8 y 11o C y la máxima es de

35o C (Picken et al., 1986). Sin embargo estos valores pueden cambiar

considerablemente de acuerdo a la variedad.

Sistema radicular

La raíz principal (corta y débil), raíces secundarias (numerosas y potentes)

y raíces adventicias. Seccionando transversalmente la raíz principal y de fuera hacia

dentro encontramos: epidermis, donde se ubican los pelos absorbentes

especializados en tomar agua y nutrientes, cortex y cilindro central, donde se sitúa

el xilema (conjunto de vasos especializados en el transporte de los nutrientes) (Picken

et al.,1984).

Tallo principal

Eje con un grosor que oscila entre 2-4 cm en su base, sobre el que se van

desarrollando hojas, tallos secundarios (ramificación simpoidal) e inflorescencias. Su

estructura, de fuera hacia dentro, consta de: epidermis, de la que parten hacia el

exterior los pelos glandulares, corteza o córtex, cuyas células más externas son

fotosintéticas y las más internas son colenquimáticas, cilindro vascular y tejido

medular. En la parte distal se encuentra el meristemo apical, donde se inician los

nuevos primordios foliares y florales (Picken et al., 1986).

Page 18: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

8

Hoja

Las hojas del tomate son pinadas compuestas. Una hoja típica de las plantas

cultivadas tiene unos 50 cm. de largo, con un gran foliolo terminal y hasta 8 grandes

foliolos laterales, que pueden, a su vez, ser compuestos. Los foliolos están

recubiertos de tricomas, son usualmente peciolados y lobulados irregularmente con

bordes dentados. La iniciación de las hojas se produce a intervalos de 2 – 3 días, en

función de las condiciones ambientales. En general, la producción de hojas y de

primordios foliares aumenta con la irradiación diaria y con la temperatura, siendo

constantes cuando las condiciones ambientales también lo son (Kinet, 1977). El

espesor de la hoja es mayor cuando crece con una elevada iluminación diaria durante

la fase de la iniciación y al principio de su expansión. Cuando los frutos empiezan a

competir con las hojas jóvenes por los foto asimilados, la velocidad de crecimiento de

la hoja disminuye (Castellanos, 2003). Las hojas tienen un eje central peciolo, que se

utiliza para el monitoreo nutrimental y de este eje salen pequeñas “hojitas” llamadas

foliolos. Se denominan simpodio a un sector del tallo compuesto de tres hojas y un

ramillete floral para el caso de las variedades de crecimiento indeterminado, que son

las que se usan en los invernaderos. Las hojas son las responsables de la fotosíntesis

por lo que deben tener una buena disposición para una mayor captación de la

radiación (Castellanos, 2003).

Flor

Es perfecta, regular e hipógina y consta de 5 o más sépalos, de igual número

de pétalos de colores amarillos y dispuestos de forma helicoidal en intervalos de 135º,

de igual número de estambres soldados que se alternan con los pétalos y forman un

cono estaminal que envuelve al gineceo. Las flores se agrupan en inflorescencias de

tipo racimoso (dicasio), generalmente en número de 3 a 10 en variedades comerciales

de tomate calibre Mediano y Grande; es frecuente que el eje principal de la

inflorescencia se ramifique por debajo de la primera flor formada dando lugar a una

inflorescencia compuesta, de forma que se han descrito algunas con más de 300

Page 19: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

9

flores. La primera flor se forma en la yema apical y las demás se disponen

lateralmente por debajo de la primera, alrededor del eje principal.

La flor se une al eje floral por medio de un pedicelo articulado que contiene la

zona de abscisión, que se distingue por un engrosamiento con un pequeño surco

originado por una reducción del espesor del córtex. Las inflorescencias se desarrollan

cada 2-3 hojas en las axilas (Greyson y Sawhney, 1972).

Fruto

El fruto puede alcanzar un peso que oscila entre unos pocos miligramos y 600

gramos. Está constituido por el pericarpio, el tejido placentario y las semillas. El fruto

puede recolectarse separándolo por la zona de abscisión del pedicelo, como ocurre

en las variedades industriales, en las que es indeseable la presencia de parte del

pecíolo, o bien puede separase por la zona peduncular de unión al fruto (Nuez, 2001).

Clima

A la planta de tomate le favorece el clima caliente, sin embargo, bajo

condiciones de baja luminosidad, las temperaturas de la noche y el día se deben

mantener bajas, delo contrario, se tendrá una planta raquítica y débil de floración

pobre, como consecuencia de que la energía que proporciona la fotosíntesis es

inadecuada para la velocidad de crecimiento. Una planta joven utiliza productos

disponibles de la fotosíntesis, en primer lugar; para mantenimiento y crecimiento;

segundo, para las raíces y tercero para formar el fruto. A temperatura altas, con

relación a los niveles de luminosidad, el cultivar utiliza toda la energía en su

mantenimiento y muy poca queda disponible para raíces y frutos (León, 2001).

La temperatura óptima de desarrollo oscila entre 20 y 30º C durante el día y

entre 1 y 17º C durante la noche; temperaturas superiores a los 30-35º C afectan a la

Page 20: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

10

fructificación, por mal desarrollo de óvulos y al desarrollo de la planta en general y del

sistema radicular en particular. Temperaturas inferiores a 12-15º C también originan

problemas en el desarrollo de la planta.

A temperaturas superiores a 25º C e inferiores a 12º C la fecundación es

defectuosa o nula. La maduración del fruto está muy influida por la temperatura en lo

referente tanto a la precocidad como a la coloración, de forma que valores cercanos a

los 10º C así como superiores a los 30º C originan tonalidades amarillentas. No

obstante, los valores de temperatura descritos son meramente indicativos, debiendo

tener en cuenta las interacciones de la temperatura con el resto de los parámetros

climáticos.

Ubicación taxonómica

Es importante que se toque el punto del nombre científico con especial

cuidado. Anteriormente se mencionaron las posibles discrepancias en el nombre

común, esto es comprensible dado la naturaleza de los nombres vulgares. Sin

embargo, no se puede permitir que a nivel científico haya confusiones, por ello se

abundará en el tema. Actualmente, en numerosos artículos científicos de diversos

países, se maneja Lycopersicon esculentum Mill.

Como nombre científico del tomate; esto es comprensible si se considera que,

hasta hace algunos años, ese era considerado el nombre correcto. Sin embargo,

desde 2001 es llamado (Solanum lycopersicum L.) y la única posible sinonimia es

Lycopersicon lycopersicum. La terminación “Mill.” De Lycopersicon esculentum es

una abreviatura que se refiere a Phillipe Miller, botánico escocés contemporáneo

de Carlos Linneo, quien le asignó ese nombre.

Page 21: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

11

Polinización en cultivos

Cuando existe polen viable, si las condiciones climáticas permiten su dispersión

y germinación, la agitación de las flores utilizando vibrador manual a pilas, o vibrando

los alambres del entutorado, utilizando corrientes de aire, o incluso, pulverizando agua

en gotitas microscópicas sobre la flor han dado buenos resultados para mejorar el

cuajado de frutos (Geisenberg y Stewart, 1986). En los últimos años, la utilización de

abejorros (Bombus terrestris) para polinización de tomate y otras especies (melón,

sandía y berenjena) está resultando muy eficaz, especialmente en invernadero, por

ser activos a temperaturas bajas (menores a las que requiere la abeja común) y por

reconocer las flores polinizadas (Nuez, 2001). En los invernaderos, el empleo de

abejorros y la aplicación de aire están desplazando a las restantes técnicas para

mejorar la polinización.

Importancia de la Polinización

La polinización se define como un acto mecánico de transferencia de polen a

las partes femeninas de una flor (Root, 1976). También se describe como el acto de

llevar el grano de polen desde la antera de una flor a los pistilos de otras flores, sean

o no pertenecientes al mismo pie de planta (Rallo, 1986).

La polinización es, portante, el preludio de la fecundación (Rallo, 1986),

términos que a menudo se confunden. Este último comprende la actividad que tiene

lugar después que el polen es puesto en contacto con la superficie del estigma hasta

la fusión de los gametos femenino y masculino, pasando por la formación del tubo

polínico (Root, 1976).

En la mayoría de las especies frutales, la presencia de semillas es

indispensable para que el fruto cuaje, crezca y llegue a madurar. De modo que si no

hay polinización y posterior fecundación de los óvulos, la flor o el frutito muy pequeño

aborta y cae (Razeto, 1999).

Page 22: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

12

De esta manera la reproducción sexual y el desarrollo de la semilla dependen

de la polinización y éste es el requerimiento previo al cuajado en la mayoría de los

frutos, lográndose además a través de estos procesos maximizar la producción (Mc

Gregor, 1976).

Transporte del polen

Existen dos vías principales de transporte de polen desde la antera al estigma

de la flor. Puede ser llevado por los insectos (polinización entomófila), o bien puede

ser conducido por el viento (polinización anemófila) (Westwood, 1982). Según Mc

Gregor (1976), ambas son las más importantes para la mayoría de las plantas.

Tipos de Polinización

Autopolinización

Es la transferencia del polen al estigma de la misma flor o a estigmas de otras

flores del mismo pie de la planta o a flores de diferente pie de plantas pero del mismo

genotipo (Root, 1976). Es así como la polinización puede ser realizada sin la

intervención de un agente externo, pero este sistema es generalmente deficiente y

limitado (Mc Gregor, 1976).

Según Rallo (1986), las plantas, a lo largo de su evolución, han intentado evitar

la autopolinización como procedimiento para obtener semillas y perpetuar la especie,

ya que este mecanismo conduce a un elevado grado de consanguinidad genética que

puede acarrear la manifestación de numerosas taras congénitas.

Page 23: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

13

Polinización cruzada

Root (1976) la define como la transferencia del polen desde la flor de un

cultivar, a otra planta de un cultivar diferente. Es decir, cuando la procedencia del

polen a una flor es de otro pie de planta genéticamente diferente. Las plantas que

requieren de polinización cruzada deben presentar uno o más factores de atracción

que la hagan ser visitada por los insectos polinizadores, tales como la abundancia de

néctar, polen o ambos (Rallo, 1986), además de poseer medios llamativos (color,

olor, etc.) y polen viscoso que asegure su adherencia al visitante logrando llegar al

estigma de otras flores. El atractivo que ejerce un cultivo sobre los insectos estaría

basado en el color de las flores, aroma, volumen del néctar, concentración y tipo de

sus azúcares. Además es importante la cantidad de flores disponibles durante el

período de floración(Mc Gregor, 1976).

Polinización anemófila

El transporte de polen se produce por medio del aire. Es un tipo de polinización

poco segura, y las plantas deben producir grandes cantidades de polen para tener

posibilidades de que algún grano llegue hasta el estigma de otra flor de distinta planta

(Rallo, 1986).

Polinización entomófila

El polen es transferido por medio de insectos. En este caso el transporte de

polen alcanza un radio de acción más reducido, que depende de la conducta del

vector (Rallo, 1986).

Insectos polinizadores

Page 24: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

14

Root (1976) señala que en la apreciación de los insectos polinizantes, es

necesario considerar que hay dos grupos:

Insectos polinizantes silvestres, sobre los cuales el hombre no tiene influencia.

Insectos polinizantes domesticados, sobre los cuales se tiene un control y

están representados principalmente por abeja melífera, (Apis mellifera L.) y algunos

Bómbidos.

Importancia porcentual de dos grupos de insectos que visitan los cultivos.

Cuadro 1. Insectos polinizadores de cultivos y porcentaje de visitas.

Tipo de insecto % Visitas

Insectos domésticos: abejas 73-88%

Insectos silvestres: abejorros y abejas silvestres. 6-21%

Moscas, mosquitos, escarabajos, mariposas, polillas etc. 6-14%

Fuente: Rallo, 1986

Las abejas en algunos casos serían las más eficientes, pues visitan las flores

metódicamente colectando polen y néctar, sin dañar las flores al alimentarse,

contribuyendo eficazmente a la polinización (Root, 1976).

Clasificación de los insectos polinizadores

Debido a la gran cantidad de insectos que visitan las flores, diversos autores

los clasifican y agrupan de acuerdo a sus características, es así como Root (1976),

les ha agrupado en:

Grupo 1: En él se encuentran las especies menos importantes, con efecto

polinizante muy limitado, ya que su acercamiento al polen o néctar estaría

determinado por la única y exclusiva necesidad de satisfacer requerimientos

alimenticios, que luego de ser satisfechos se alejan, además carecen de estructuras

Page 25: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

15

adaptadas para polinización. Entre los insectos que se agrupan aquí están trips,

escarabajos, mariposas, polillas y moscas. Por lo tanto, toda polinización es casual.

Grupo 2: Comprende abejas solitarias de muchas especies, ellas se

aprovisionan de alimentos para su descendencia en desarrollo. La ventaja que

presentan frente al grupo 1, es su abundante pilosidad y adaptaciones especiales

para llevar polen.

Grupo 3: Corresponden a insectos más evolucionados representados por los

abejorros (Bombus sp), los cuales se caracterizan por acopiar alimentos, guardando

los excedentes en sus nidos. Tienen organización social, donde la reina es protegida

por las obreras. La intensidad de visitas de los abejorros a las flores es muy

pronunciada; por su tamaño y características físicas pueden llevar grandes

cantidades de néctar y polen, pero éstas también son una desventaja, ya que las

flores pequeñas no soportan su peso.

Grupo 4: Insectos altamente evolucionados, su representante máximo es la

abeja melífera (Apis mellifera L.); aventaja a los otros insectos por su desarrollada

vida social, que le permite perdurar a través del tiempo, sobreviviendo el invierno

como unidad social compacta. En la compleja estructura social, la reina es la única

que oviposita, haciéndolo en forma abundante. Son consideradas como el principal

insecto polinizador por su inclinación al acopio de polen y néctar.

Page 26: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

16

Condiciones climáticas que afectan el desarrollo de las comunidades de insectos polinizadores

Las condiciones climáticas en períodos cortos de tiempo son más incidentes

que un promedio de condiciones a mediano o largo plazo (clima), dado que éste ya ha

determinado los tipos de ecosistemas en regiones extensas. Toda la comunidad de un

ecosistema se ve afectada directa o indirectamente por condiciones climáticas tales

como temperatura, humedad, luz y vientos (Apablaza, 2000).

Temperatura

Es un factor que afecta directamente la mortalidad, tasa de desarrollo y grado

de actividad de los insectos, e indirectamente afecta su relación con los alimentos

disponibles. Sólo unos pocos insectos pueden influenciar la temperatura ambiental.

Es el caso de la abeja melífera, que en días calurosos, refresca la colmena con un

aleteo continuo que evapora el agua acarreada con tal propósito. En días fríos, las

abejas se agrupan y consumen alimento, cuya oxidación también contribuye a elevar

la temperatura (Apablaza, 2000).

Cada especie tiene un mínimo, óptimo y máximo de temperatura en el cual se

desenvuelve. El rango entre el mínimo y máximo es su tolerancia ambiental ecológica,

término válido también para humedad y otros factores fisicoquímicos. El insecto no

puede sobrevivir cuando el agua de sus tejidos se congela. Es decir, la temperatura

letal inferior (TLI) para muchos insectos será algo menos de 0° C.

También es común que un valor cercano a 10° C represente una temperatura

umbral inferior o temperatura base (TB), bajo la cual no hay desarrollo y la actividad

decrece. Lo mismo ocurre con una temperatura umbral superior (TUS), sobre los 30°

C. Generalmente entre 10° C y 30° C hay actividad y desarrollo normal, lo que se

conoce como rango óptimo, y a medida que la temperatura sube, el desarrollo es más

rápido. Por sobre los 30° C se produce una detención de actividad y desarrollo, y el

Page 27: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

17

insecto alcanza la temperatura letal superior (TLS) aproximadamente a los 40° C,

dependiendo del tiempo de exposición (Apablaza, 2000).

Humedad

La humedad atmosférica es el segundo factor en importancia. El efecto directo

sobre los procesos fisiológicos de los insectos no es tan crítico como el de la

temperatura, pero ambos factores juntos ejercen una notable influencia sobre la

biología y también sobre la distribución de insectos, al afectar a plantas y animales

(Apablaza, 2000).

Luz

La luz tiene un efecto directo sobre el comportamiento de los insectos, e

indirecto a intervenir en la fotosíntesis de plantas verdes. El fotoperiodo puede inducir

diapausa o hibernación. La luz determina la actividad de los insectos diurnos,

crepusculares y nocturnos. También influye en el apareamiento de algunos insectos, y

en la estimulación del desarrollo, que tiende a ser más lento en insectos subterráneos

y taladradores de madera. Los colores ayudan para ubicar los alimentos (Apablaza,

2000).

Viento

Los vientos afectan indirectamente a los insectos al influenciar la evaporación,

humedad y temperatura. Su mayor importancia radica en la diseminación de insectos.

Cuando son de alta intensidad pueden causar gran mortalidad. Los vientos suaves

pueden favorecer vuelos de dispersión (Apablaza, 2000).

En relación con la abeja melífera (Apis mellifera L.), Rallo (1986) señala que su

actividad se ve influenciada por el viento, la temperatura y la luminosidad. A partir de

velocidades de viento superiores a 18 km por hora, el pecoreo disminuye

Page 28: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

18

ostensiblemente, cesando casi por completo al alcanzar 30 km por hora. El factor

temperatura reduce los vuelos de pecoreo drásticamente cuando ésta desciende de

un mínimo de 13° C. Con temperaturas entre 15° y 26° C las abejas desarrollan una

mayor actividad, la cual decrece al disminuir las temperaturas. Por debajo de los 10°

C la actividad es nula, y sobre los 32° C las abejas orientan su actividad al acarreo de

agua para ventilar la colmena. En condiciones de vientos dominantes, bajas

temperaturas y escasa iluminación, el trabajo de la colmena se desarrolla a escasos

metros de la misma.

Atributos de un Buen Insecto Polinizador

Un insecto polinizador debe reunir una serie de condiciones, tales como ser

una especie gregaria, preferir las flores de un cultivo intensivo concreto a otros, así

como a la flora espontánea, coincidir su actividad máxima con la plena floración de

ese cultivo, ser fácilmente manejables, y ser resistentes a parásitos y enfermedades

(Rallo, 1986).

Invernadero

Un invernadero es una construcción cuyas paredes y techo son de vidrio o

plástico translúcido, empleada para el cultivo y la conservación de plantas delicadas,

o para forzar su crecimiento fuera de temporada. Los invernaderos están ideados

para modificar la temperatura, humedad y luz para conseguir así condiciones

ambientales similares a las de otros climas. La luz natural es suficiente en la mayoría

de las regiones templadas, pero en las zonas donde el invierno ofrece pocas horas de

sol se hace necesario el suministro de luz artificial, necesaria para el crecimiento

de las plantas.

En verano, el calor interior se aminora tapando las cristaleras, abriendo los

orificios de ventilación o haciendo circular aire fresco mediante cualquier otro sistema.

Page 29: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

19

En invierno, casi todo el calor de un invernadero se obtiene de la radiación solar, pero

también se puede procurar calor adicional a través de la aspersión de vapor, con

agua hirviendo, o mediante un sistema de circulación de aire caliente. La humedad se

puede controlar sobre todo a partir de la cantidad de agua del riego y de la ventilación.

Page 30: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

20

Abeja europea (Apis mellifera)

La abeja europea (Apis mellifera), también conocida como abeja doméstica o

abeja melífera, es una especie del orden Hymenoptera, suborden Apocrita de la

familia Apidae. Es la especie de abeja con mayor distribución en el mundo. Originaria

de Europa, África y parte de Asia, fue introducida en América y Oceanía. Fue

clasificada por Carolus Linnaeus en 1758. A partir de entonces numerosos taxónomos

describieron variedades geográficas o subespecies que, en la actualidad, superan las

30 razas.

Antecedentes

Se han encontrado antecedente de esta actividad en cavernas al sur de

España, a las cuales se les atribuye una edad de más de 10 000 años, siendo en ese

entonces la explotación por medio de colonias silvestres, considerándose como

apicultura propiamente dicha a partir de que el hombre descubrió la forma de reutilizar

las colonias de abejas (Schopflocher, 1996).

La abeja europea Apis mellífera mellífera se introdujo a la Nueva España por la

región central del Altiplano entre 1760 y 1770 vía un puente marítimo (Florida-Cuba-

México), el cambio de técnica y la transformación total de la actividad apícola se dio

en el siglo XIX en gran parte de la península de Yucatán. Después de 1920 se

introdujeron nuevas razas al país (Coronado, 1996).

Castas

Las abejas europeas son insectos sociales con tres diferentes tipos de

individuos o castas en la colonia:

Abeja obrera.

Abeja zángano.

Abeja reina.

Page 31: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

21

Cada casta tiene su función especial y desarrollan un tipo de trabajo diferenciado en

la colonia. La reina y las obreras son hembras y los zánganos son machos. Cada

casta tiene un tiempo o ciclo de desarrollo diferente propio para cada especie y se

cría en distintos tipos de celdas. El periodo de desarrollo de la abeja reina en el caso

de Apis mellifera es de 16 días, las obreras 21 días y los zánganos 23 días. Para

convertirse en reinas una larva debe ser nutrida con jalea real y ser alojada en una

celda especial. También las larvas de las obreras comen en sus primeras fases jalea

real, pero luego se les da otra dieta. Si una obrera come jalea real puede desarrollar

sus posibilidades de poner huevos, pero no de aparearse con un zángano, por lo que

sus huevos serán infecundos (es decir, darán lugar sólo a zánganos). Este fenómeno

se puede producir en colmenas que han quedado privadas de reina (Burgett et. al.,

1993).

Reina

Cada colonia de abejas tiene una reina. La reina es una hembra. Su tarea más

importante es poner huevos. Después de cinco días de vida, la virgen alcanza la

madurez sexual y sale de la colmena para hacer su vuelo de fecundación. Al volar

encuentra y se aparea con varios zánganos, o machos. Estos dejan su semen en la

reina. La reina tiene dentro de su cuerpo una bolsa llamada espermateca, en la cual

puede almacenar suficientes espermatozoides para el resto de su vida. En una

semana puede salir dos o tres veces de la colmena para hacer su vuelo de

apareamiento. La reina regresa a la colmena después de hacer el vuelo de

fecundación y en una semana empieza a poner huevos. La reina pone huevos todos

los días del año. Durante el flujo principal de néctar pone hasta 1500 huevos por días.

Así aumenta la población de abejas. Una vez que empieza a poner huevos después

de su vuelo de fecundación, ya no sale de la colmena para fecundarse otra vez.

Page 32: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

22

Zángano

Macho de la colmena. Durante los meses en que hay flores, existe mayor

abundancia de zánganos en cada colonia, ya que son temporadas de reproducción.

La tarea de los zánganos es fecundar a la reina virgen. Los que la fecundan mueren,

esto asegura no caer en consanguinidad. Los zánganos están incapacitados para

recoger néctar de las flores por que tienen la lengua muy corta pero lo más importante

es que carecen de aguijón. Al llegar la época de escasez de néctar, ya no hay reinas

vírgenes para fecundar y las obreras sacan a los zánganos de la colmena. Cada ciclo

de floración, la reina pone huevos de zánganos. Las obreras mantienen a los

zánganos únicamente durante los meses del año en que son de utilidad, aparece con

las reinas vírgenes.

Obreras

Son hembras infértiles de la colmena que producen solo zánganos al no ser

fecundadas; pero en casos especiales, como cuando falta la reina, son capaces de

desarrollar ovarios y poner huevos. Esta abeja posee otros órganos que no presenta

la reina o los zánganos, permitiéndole realizar tareas necesarias para la vida de la

colonia, las cuales dependen de su edad y desarrollo físico:

1-3 días. Limpian los panales de la colmena dando calor a los huevos y las

larvas.

4-12 días. Son llamadas nodrizas por cuidar y alimentar a las larvas.

13-18 días. En este periodo producen cera y panales.

19-20 días. En esta etapa defiende la colmena colocándose en la entrada de

ella, evitando la entrada de abejas de otras colonias.

21-38 hasta 42 días. Recolectan néctar, polen, agua y propóleos para cubrir las

necesidades de la colmena (SAGARPA, 2008).

Page 33: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

23

Cuadro 2. Periodo de desarrollo de las castas de Apis mellifera

Fase de desarrollo Reina Obrera Zángano

Huevo 3 días 3 días 3 días

Larva 5 ½ días 6 días 5 ½ días

Pupa 7 ½ días 12 días 15 ½ días

Total 16 días 21 días 24 días

Fuente: SAGARPA, 2008

Figura 1. Esquema del ciclo de vida de Apis mellifera

Alimentación

Apis mellifera. Tanto las obreras como la abeja reina se alimentan de jalea

real durante los primeros tres días del estado larval. Luego las obreras cambian por

una dieta de polen y néctar o miel diluida, mientras que aquellas larvas elegidas para

ser abejas reinas continúan recibiendo jalea real. Esto causa que la larva se convierta

en pupa más rápidamente además de aumentar su tamaño y desarrollarla

sexualmente. Los criadores de reinas consideran que una buena nutrición durante el

estado larvario es de crucial importancia para la calidad de las reinas criadas, siendo

otros factores importantes una buena genética y un número suficiente de

Page 34: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

24

apareamientos. Durante los estados larvales y pupa, varios parásitos pueden atacar la

pupa o la larva y destruirla o mutarla (Burgett et. al., 1993).

Anatomía y fisiología de Apis mellifera

La abeja melífera es un organismo altamente especializado y por esta razón

está provista de mecanismos y accesorios que le posibilitan la vida considerando

como de especial importancia la estructura y las modificaciones de los órganos que

adaptan a la abeja a su forma de vida y la diferencian de otros insectos.

El cuerpo de la abeja se encuentra dividido en cabeza, tórax y abdomen (ver

figura 2). En la cabeza se encuentran los ojos, antenas y piezas bucales; en el tórax

las alas y las patas; y en el abdomen las glándulas cereras y el aguijón (Root, 2002).

Figura 2. Anatomía externa cabeza, tórax y abdomen

Page 35: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

25

Cabeza

La cabeza es de forma triangular en la reina y en la obrera; mientras que en el

zángano es redonda. Consta de 6 segmentos que primitivamente estuvieron

separados, pero que en la actualidad están fusionados. Cada una de las placas y

escleritos que forman la cabeza tienen un nombre especifico: la parte superior de la

cara, entre los ojos compuesto, se llama frente y en ella se ubican los tres ojos

simples u ocelos, la parte situada a ambos lados, por debajo y detrás de los ojos, es

la gena; debajo de las antenas, entre la frente y el labro, la parte bien delimitada por

surcos en forma de „‟U‟‟, se llama clípeo; de esta se encuentra suspendido el labro, y

sirve también de sostén a importantes músculos de los órganos de la succión. El labro

es algo así como la tapa de la boca y forma parte del aparato bucal. La parte posterior

de la cabeza se denomina occipucio; tiene una perforación llamada foramen y se

comunica con la cavidad torácica por intermedio de la nuca membranosa. La parte

inferior del occipucio tiene forma de la „‟U‟‟ invertida y se llama probóscide. Allí se

sitúan las piezas bucales. La cabeza de la abeja es de tipo hipognato, pues el eje

cefálico forma un Angulo recto con el eje del cuerpo (Persano, 2002).

Figura 3. Partes externas de la cabeza

Page 36: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

26

Antena

Estas se localizan a ambos lados y casi en el centro de la parte anterior de la

cabeza, constan de una escopa basal y del flagelum. La base de la antena se conoce

como pedicelo. El flagelum está dividido en 11 segmentos y en los machos en 12,

existiendo múltiples órganos sensoriales, olfativos y de tacto en cada uno de estos

segmentos.

Las antenas cumplen con una doble función ya que detectan substancias

químicas en dos escalas: a distancia y en las inmediaciones de la abeja ya que

mientras vuelan pueden percibir humo, néctar, polen, feromonas, depredadores y en

su plano inmediato pueden oler y tocar con las antenas (Pesante, 2003).

Ojos simples u ocelos

Se localizan en la parte superior de la cabeza y entre sí forman un pequeño

triangulo. En el zángano están localizadas un poco más abajo pero aun así en la parte

superior frontal, su función es percibir intensidad de luz y variaciones tanto diurnas

como estaciónales.

Ojos compuestos

Están localizados en la parte superior lateral de la cabeza, son los órganos

externos de la cabeza que más espacio ocupan. Cada ojo está compuesto de

múltiples estructuras conocidas como omatides, cada omatide es una unidad

sensorial visual y consta de un lente, una célula cono y un nervio óptico. Cada córnea

es hexagonal y está separada de corneas continuas por las células pigmentadas,

cada córnea proyecta su propia imagen; en el zángano hay unos 7000-8000

omatides, en la obrera entre 4000-5000 y en la reina de 3000-4000. Estos ojos sirven

para detectar movimiento y alertar de depredadores.

Page 37: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

27

La mandíbula

Estas estructuras se suspenden en la parte inferior de la cabeza a los lados de

la boca, detrás del labrum; cada mandíbula tiene movimiento lateral solamente, dentro

de estas corre un canal que da salida a las secreciones mandibulares, las cuales son

utilizadas para trabajar cera, comer polen y para cualquier trabajo que requiera

morder (Pesante, 2003).

El clípeo y el labro

Estas estructuras en forma de placas están localizadas en la parte central

inferior de la cabeza y protegen las partes bucales más delicadas; la placa superior es

la más grande y se conoce como el clípeo y la inferior en forma de rectángulo el labro.

La probosis

Este no es un órgano como tal, está formado por un grupo de estructuras que

se unen y tiene una función particular, por esta estructura retráctil se ingiere y

regurgita néctar, agua o miel (Pesante, 2003).

Tórax

En el tórax encontramos las alas, las patas y las primeras conexiones externas

del sistema respiratorio. El tórax se divide en cuatro diferentes segmentos; el protórax,

el mesotórax, el metatórax y el propodeum estos escleritos están tan unidos, que

cuesta distinguir sus límites. Los segmentos dorsales se conocen como notos, los

ventrales esternos y los laterales pleuras.

El protórax está conectado al cuello y da soporte a la cabeza, en este se

encuentra el primer par de patas; el mesotórax es el segmento más grande y contiene

Page 38: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

28

el primer par de alas, el segundo par de patas y el primer par de espiráculos (los

cuales conectan la tráquea con el exterior).

El metatórax contiene el segundo par de alas, el tercer par de patas y el

segundo par de espiráculos, el propodeum se encuentra en la parte caudal del tórax y

se considera parte de él, pero en realidad es el primer segmento del abdomen.

Contiene el tercer par de espiráculos (los otros 7 están en los primeros segmentos del

abdomen), el propodeum se reduce abruptamente a formar el petiolo abdominal

(Pesante, 2003).

Las alas

Estas se forman por la unión de dos capas del exoesqueleto, fortalecidas por

estructuras tubulares conocidas como venas, a través de las cuales fluye la hemolinfa.

Las alas son una anterior y una posterior las cuales se unen al vuelo por dos ganchos

llamados amulos, lo que hace que ambas alas batan al mismo tiempo como una sola,

cuando no están volando las alas se doblan sobre el tórax y el abdomen, gracias a

sus estructuras quitinosas y membranosas que actúan como músculos (Pesante,

2003).

Figura 4. Estructura de las alas de Apis mellifera

Page 39: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

29

Las patas

Las patas se encargan de la locomoción principalmente, aunque cumplen

también otras funciones como recoger y cargar el polen y los propóleos, limpiar el

cuerpo de polen y materias extrañas. Los tres pares de patas de la abeja varían en

forma y tamaño pero se dividen en los mismos tres segmentos. El segmento más

próximo al tórax es la coxa, el siguiente es el trocánter, el fémur, la tibia, el tarsos y el

pretarsus (el pretarsus es un segmento pequeño que contiene dos garras y el

arolium). Con las garras, la abeja trepa en superficies ásperas, mientras que los

arolium los utilizan en superficies pulidas y en donde las garras no tienen encaje. Se

cree que por las espinas de la planta, se secreta un liquido adhesivo que aumenta la

tracción en las superficies pulidas.

El abdomen

Partes externas

En su parte externa se encuentran los órganos de acoplamiento así como las

glándulas cereras, glándulas aromáticas y siete pares de espiráculos, al aguijón y las

glándulas asociadas a la producción de veneno.

El abdomen consta de nueve segmentos, el primer segmento es el propodeum

que propiamente se encuentra en el tórax, el abdomen se conecta al tórax por el

petiolo abdominal y aunque el petiolo es tan fino, permite la flexibilidad para el

momento de hundir el aguijón, así como facilitar la postura por parte de la reina.

Partes internas

El abdomen contiene las vísceras de la abeja. En esta parte se encuentra la

mayor parte del sistema digestivo, órganos reproductores y glándulas accesorias

(Pesante, 2003).

Page 40: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

30

Morfología interna de Apis mellifera

Sistema muscular

El sistema muscular de las abejas se compone de distintos músculos estriados

distribuidos por todo su cuerpo, los cuales se clasifican según su ubicación en:

músculos del esqueleto, los cuales se encuentra en cuerpo patas y alas; y músculos

viscerales, que se encuentran en el corazón, intestinos y algunos otros órganos

internos.

Los músculos más desarrollados son los del vuelo, los cuales se muestran en

estos músculos tienen características muy específicas tales como:

Que todos son músculos estriados.

Tienen un alto consumo de energía.

La limitación que presentan las abejas al vuelo a diferentes temperaturas

siendo la óptima para el vuelo entre 19-30 ºC de temperatura torácica.

Frecuencia de movimiento de 210 veces por segundo.

Consumo de 10 mg de azúcar por hora de vuelo.

Sistema circulatorio

Este sistema se encarga de la detoxificación del organismo de la abeja, por

medio del transporte de la hemolinfa por el organismo la que esta tiene como función

atacar y digerir partículas extrañas (Pesante, 2003).

Los espacios en el cuerpo de la abeja que no están ocupados por tejidos u

órganos, están bañados por la hemolinfa. Flotando en la hemolinfa hay numerosas

células sanguíneas o hemocitos En esto se parecen a los glóbulos blancos. Como

parte de las funciones de estos hemocitos está la detoxificación, incluyendo en

algunos casos, pesticidas.

Page 41: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

31

La hemolinfa se mantiene en circulación a través del cuerpo mediante una

estructura muscular, tubular, y por membranas vibrantes. La hemolinfa de la abeja es

color ámbar claro. El tubo pulsátil hace las funciones de corazón y está localizado en

la parte dorsal del cuerpo de la abeja, extendiéndose de la parte media del abdomen,

al tórax y la cabeza donde vacía en la parte inferior del cerebro. La parte que se

encuentra en el abdomen se conoce como corazón, y la parte que pasa por el tórax,

aorta.

Los lados del corazón están perforados por cinco aberturas, las ostias. Por

estas aperturas es que la hemolinfa entra al corazón de forma tal que la hemolinfa

fluye de abajo y atrás hacia arriba y adelante. Esta membrana está controlada por una

red de 5 pares de músculos que crean la cavidad pericardial. En la parte ventral del

cuerpo, sobre el cordón nervioso, existe otra membrana o diafragma ventral. Esta es

mucho más muscular que la dorsal y tiene movimientos rítmicos hacia atrás. La

hemolinfa vacía en la cabeza donde riega todos la estructuras allí presentes y luego

fluye hacia atrás pasando por canales específicos en el tórax y abdomen (Pesante,

2003).

Esparcidas por la cavidad del cuerpo, se encuentran unas masas de células,

blandas y blancas, los cuerpos grasos. Estas células contienen, embebidas en su

citoplasma, gotas de aceite y glicógeno. Son por lo tanto tejidos para almacenaje de

productos alimenticios. Estas están más desarrolladas en la larva y proveen alimento

para la pupa, pues ésta última no se alimenta durante esta etapa de desarrollo.

Sistema respiratorio

El sistema respiratorio de la abeja está compuesto por un gran número de

pequeños canales tubulares, multi-ramificados y de pared muy fina, que son

introcrecimientos del integumento conocidos como, tráqueas (Pesante, 2003). Las

ramificaciones terminales de las tráqueas llegan hasta la más diminuta célula del

Page 42: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

32

cuerpo. La hemolinfa no transporta oxígeno otro que el que usan las células que

carga la propia hemolinfa. El sistema de tráqueas de la abeja es muy elaborado, pero

consiste en su mayoría de ensanchamientos de las tráqueas o sacos de aire.

Las tráqueas se comunican al exterior mediante los espiráculos. Existen 10 pares de

espiráculos en la abeja, tres en el tórax y siete en el abdomen. La respiración es

llevada a cabo mediante la contracción rítmica del abdomen. Las tráqueas de por si

son bastante rígidas y no permiten que haya mucho intercambio de gases con el

exterior; sin embargo, los sacos de aire son blandos, colapsables y responden a

cambios en presión generados por las contracciones y expansiones musculares del

abdomen. En esta forma tienden a comportarse como pulmones. Los sacos de aire

más grandes se encuentran en el abdomen; sin embargo, también los encontramos

en el tórax como se muestra en la figura 5. Las tráqueas terminan en túbulos

minúsculos, o traquéolos. Estos se embeben en las células y les hacen disponible

oxígeno. El bióxido de carbono pasa en solución desde la hemolinfa y sale del cuerpo

de la abeja por difusión (Pesante, 2003).

Page 43: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

33

TraSc = sacos traqueales, Tra = tráqueas, Sp = espiráculos.

Figura 5. Estructura del sistema respiratorio de Apis mellifera

Sistema nervioso

Una característica distintiva de estos animales, es la capacidad de ajustar sus

acciones según cambian las condiciones en su medio ambiente. Esto es posible ya

que existen grupos de estructuras especializadas llamadas órganos sensoriales que

hacen posible percibir estos cambios. Estos órganos están compuestos de células

nerviosas. De éstas salen nervios sensoriales que llevan el mensaje al sistema

nervioso central. Otro grupo de fibras nerviosas llamadas nervios motores llevan el

mensaje del sistema nervioso central a los músculos o glándulas que evocan la

respuesta necesaria. Un tercer grupo de fibras, las fibras de asociación conectan los

terminales de los nervios que entran con las raíces de los nervios que salen.

Page 44: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

34

De esta forma se establece un circuito completo donde: se detecta el estímulo;

va al sistema nervioso central, donde es interpretado; y sale una respuesta eléctrica

por los nervios motores hasta los músculos o glándulas que llevan a cabo la

respuesta correspondiente (Pesante, 2003).

Sistema digestivo

Este sistema comienza con la boca. Esta abre en la cavidad de la bomba de

succión y continúa con el esófago que pasa por el cuello y tórax, se expande en un

saco fino localizado en la parte anterior del abdomen, el estómago o saco de néctar.

Donde la abeja carga el néctar o agua, del campo a la colonia. Le sigue al saco de

néctar el proventrículo, un canal angosto y muscular.

Luego del proventrículo sigue el ventrículo, o estómago propio. Siguiendo al

ventrículo está el intestino, que se divide en dos áreas intestino anterior e intestino

posterior o recto. Este último abre al ano. La estructura de la bomba de succión ha

sido descrita en relación a las estructuras de la cabeza. El esófago es un tubo

muscular, por donde el alimento es movido por ondas musculares que se mueven

anteroposteriormente. En el saco de miel la abeja carga y almacena alimento. El

proventrículo sirve como aparato regulador del alimento que entra en el ventrículo. La

parte anterior del proventrículo que da al saco de néctar tiene una válvula en forma de

X. Mediante esta válvula, sumamente muscular, la abeja puede selectivamente,

remover el polen del néctar o miel y pasarlo al ventrículo, La parte anterior del

ventrículo tiene una válvula que evita la regurgitación de material del estómago al

saco de miel, Es en el ventrículo = mesenterón que se lleva a cabo la digestión y

absorción de substancias alimenticias. Las substancias digeridas pasan por la

membrana peritrófica, la cual es selectiva, y se mezclan con la hemolinfa. El intestino

de la abeja su parte anterior y posterior o recto tienen como función remover agua y

materiales de desperdicio.

Page 45: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

35

En ecosistemas templados, durante el invierno, cuando la abeja no puede salir

al campo a deshacerse de sus desechos metabólicos, los almacena en el recto,

llegando este a ocupar una gran parte del abdomen. En la unión del intestino con el

ventrículo, se encuentra una red de túbulos llamados túbulos de Malpiguio. Estos son

órganos de excreción y se extienden por toda la cavidad del cuerpo de la abeja.

Tienen como función remover desperdicios y sales de la hemolinfa. Estos productos

de desecho pasan por estos tubos al recto y de allí son eliminados (Pesante, 2003).

Sistema reproductivo

El sistema reproductivo está desarrollado sólo en la reina y el zángano,

únicamente bajo condiciones especiales los ovarios de las obreras se desarrollan y

hay puesta de huevos.

Sistema reproductor del macho

Los órganos masculinos que contienen las células reproductivas primarias y en

las cuales se desarrollan los espermatozoides se conocen como testículos. En el

zángano los testículos son un par de cuerpos chatos que se encuentran en el

abdomen. De cada testículo sale un ducto llamado vas deferens. Este es enrollado en

su comienzo pero luego se endereza y ensancha convirtiéndose en la vesícula

seminal. La parte posterior de cada vesícula seminal penetra en una glándula

mucosa, la cual es relativamente grande. Las glándulas mucosas se unen en un ducto

común conocido como el ducto eyaculatorio. El ducto eyaculatorio abre en una

estructura compleja conocida como pene. Se conoce como pene, a diferencia de otros

insectos, ya que en la cópula el mismo es evertido y forma una estructura intromisora

que sirve para descargar el semen en la vagina de la reina. Los espermatozoides

bajan de los testículos a las vesículas seminales donde son almacenados por un

tiempo, con sus cabezas embebidas en las paredes de estas. Durante la época

reproductiva, los espermatozoides son movidos a través del ducto eyaculador, junto

Page 46: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

36

con una secreción producida por las glándulas mucosas, a la vulva. Los

espermatozoides están localizados junto con las secreciones mucosas en la vulva; sin

embargo, estos no están mezclados con la mucosa si no que permanecen agrupados.

Esto facilita su remoción cuando los mismos tienen que ser utilizados en la

inseminación instrumental (Pesante, 2003).

Dej = ducto ejaculador, MGld= glándula mucosa, Tes= testículos, Vd= Vas Deferens,

Wsm = vesícula seminal, Pen = pene, Blb = bulba

Figura 6. Estructura del sistema reproductor del macho de Apis mellifera

Sistema reproductor de la hembra de Apis mellifera

En la hembra las células primarias se conocen como ovarios y en ellos se

producen los huevos. Los ovarios de la reina son dos pares de estructuras masivas en

forma de pera. Los ovarios están compuestos de estructuras tubulares conocidas

como ovariolos. En la parte posterior de cada ovario los ovariolos se unen en un ducto

común llamado oviducto lateral. Estos a su vez se unen en el ducto común. El ducto

común se ensancha en su parte distal para formar la vagina, la cual abre al exterior

por el orificio medio, localizado en la base de la ponzoña. En la parte dorsal de la

Page 47: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

37

vagina se encuentra el receptáculo seminal o espermateca, es aquí donde la reina

almacena el abasto de espermatozoides a ser utilizados posteriormente en la

fertilización de huevos. Los órganos reproductores de la obrera están atrofiados por

control feromonal del ácido oxo-decenoico producido en las glándulas mandibulares

de la reina. Cuando la reina muere, desaparece la fuente de esta feromona y luego de

varios días los ovarios de las obreras se van desarrollando e inclusive éstas llegan a

poner huevos. Dado el caso de que no hubo cópula y de que por lo tanto no tienen un

abasto de espermatozoides, los huevos no pueden ser fertilizados por lo que todo lo

que nacerá serán machos. El zángano se desarrolla por partenogénesis.

Ov= ovario, Ovl= ovariolo, Odl= oviducto lateral, Debajo de la espermateca está el

oviducto común, Spt= espermateca Izquierda= reina, derecha= obrera

Figura 7. Estructura del sistema reproductor de la hembra de Apis mellifera

Page 48: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

38

Sistema glandular

Una glándula es una formación orgánica especializada, o un conjunto de

células diferenciadas del tejido epitelial, encargada de elaborar, segregar y excretar

ciertas sustancias que intervienen de forma exclusiva en determinados procesos

fisiológicos.

Ritter (2001) menciona, que las abejas cuentan con varios sistemas de

glándulas, que sirven solo al individuo o bien a la comunidad. Las glándulas solo

pueden desarrollarse correctamente si las abejas recibieron suficiente alimento de

buena calidad durante la recría, más tarde, el funcionamiento de estos órganos

también puede verse alterado con una alimentación deficiente, ya que entonces se

consume el tejido graso que participa en la elaboración de secreciones.

Glándulas hipofaríngeas

Se localizan en la cabeza de las abejas obreras, de forma esférica, muy

desarrolladas en la etapa de nodrizas. En la reina son rudimentarias y en el zángano

no existen. Sus células secretoras se agrupan en forma de racimos y vierten su

secreción en la parte inferior de la laringe por medio de un conducto central. Aquí se

acantona el virus de la cría sacciforme. El producto de la secreción sirve de alimento a

las larvas en sus tres primeros días de vida y a la reina durante toda su vida. Cuando

la edad de las abejas avanza, estas glándulas pierden su funcionalidad, su volumen

disminuye comenzando a producir la invertasa, necesaria para provocar el

desdoblamiento de los azúcares del néctar (Pesante, 2003).

Glándulas salivales

Estas glándulas se encuentran en la cabeza y en el tórax (postcerebrales o

torácicas). Los dos conductos comunes vierten la saliva (líquido acuoso ligeramente

alcalino), a ambos lados de la lengua. La saliva ayuda a diluir la miel y disolver los

Page 49: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

39

cristales de azúcar, además de humedecer las sustancias (polen en el momento de la

recolección). Contiene enzimas encargadas de la transformación del néctar y los

mielatos en miel. En las glándulas torácicas se acartonan los virus de la parálisis

aguda (Pesante, 2003).

Glándulas mandibulares

Se sitúan en la cabeza de las abejas obreras y de la reina (los zánganos

carecen de ellas). El conducto excretor vierte en el interior de las mandíbulas. En las

abejas obreras produce una fracción de la jalea real y en la reina secreta una

feromona que juega un importante papel en la cohesión social de la colonia (efecto

aglutinante de las obreras, inhibición de la construcción de realeras, atracción de los

zánganos en los vuelos de acoplamiento) (Pesante, 2003).

Las glándulas de la mandíbula superior tienen en la reina una función completamente

distinta de la que desempeñan en las obreras en la reina producen la llamada

sustancia real, de gran importancia para el mantenimiento conjunto de la colmena.

Las obreras utilizan una secreción de composición parecida como medio de solución

para la cera, polen y propóleos (Ritter, 2001).

Glándulas de los jugos alimenticios

Estas glándulas son pares y están colocadas a ambos lados de la cabeza, en

las obreras jóvenes, aparecen máximamente desarrolladas en la época de cuidado de

la cría. Las glándulas segregan sustancias proteicas, grasas y minerales, así como

enzimas y vitaminas. Estos valiosos componentes se incorporan al alimento rico en

hidratos de carbono, constituyendo un alimento que se administra en variable

concentración a la cría abierta, y también a la reina y a los zánganos. Más tarde

involuciona estas glándulas, pasando a producir solo enzimas. En las obreras viejas,

estas glándulas pueden regenerarse en caso necesario, aunque sin alcanzar los

niveles de producción anteriores. Las glándulas productoras de jugos nutricionales

Page 50: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

40

solo se desarrollan correctamente cuando las abejas disponen de suficientes

sustancias proteicas (Ritter, 2001).

Glándula odorífera de Nasanoff

La glándula odorífera o de Nasanoff, se ubica en la parte dorsal del abdomen, o

sea en la cara anterior del VII tergito abdominal. En descanso está cubierta por el

tergito anterior, y solo cuando la abeja dilata el abdomen y adopta la posición

característica de „‟llamada‟‟, es decir cuando evagina la glándula, esta se ve en forma

de una raya blanca, denominada surco o canal odorífero. La sustancia liberada actúa

a manera de transmisor químico, y la abeja la utiliza tanto para la marcación de

fuentes de alimento como para identificar los individuos de una misma colonia

(Persano 2002).

Glándulas endocrinas

Ritter (2001) mencionó, que las glándulas endocrinas carecen de conductos

excretores, vertiendo su secreción directamente en la hemolinfa. Estas secreciones,

son las llamadas hormonas, que gobiernan los procesos metabólicos, el

comportamiento, la muda y el desarrollo de las crías.

Persano (2002) mencionó, que los insectos poseen genes, que son los responsables

del crecimiento y de las características de la larva, la pupa y el insecto adulto. Una

hormona denominada neotenina regula la actividad de varios genes, accionándolos

en el momento oportuno. Otra hormona, la ecdisona, promueve las mudas, iniciando

de esta forma una nueva fase de desarrollo y crecimiento. La hormona neotenina se

produce durante el estado larval. Cuando su concentración cae por debajo de

determinado nivel, comienza la pupación y por último, cuando cesa de producirse, se

desata la acción de los genes del imago. La hormona neotenina la producen los

cuerpos alados (Corpora alata). Si se extirpan los cuerpos alados se inicia

Page 51: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

41

inmediatamente la pupación. Dichas glándulas persisten en el insecto adulto

cumpliendo otras funciones, como el control general del metabolismo del insecto.

Glándula cerera

En la parte anterior de las externitas de los segmentos IV al VII se encuentran

las glándulas cereras, formando en total 4 pares uno por cada segmento. En cada

esternito hay dos zonas de color claro denominadas "espejos de la cera”, que llevan

poros por donde sale la secreción grasosa de las glándulas cereras, ubicadas en la

parte interna de cada esternito (Pesante, 2003).

Las escamas o placas de cera, las llevan las abejas a la boca con el segundo

par de patas y con las mandíbulas las amasan y moldean para posteriormente ir

construyendo los panales (Pesante, 2003). Las escamas tienen forma de pentágono

irregular y son muy pequeñas, pesando cada una 0,0008 g con lo que se necesitan

aproximadamente 1,250.000 escamas para producir 1 Kg. de cera. Solamente las

abejas poseen glándulas cereras, las cuales empiezan a funcionar aproximadamente

a los 12 días de vida y terminan a los 20 días, cuando se convierten en pecoreadoras.

Para fabricar cera, las abejas tienen que consumir mucho polen y miel, cuando las

colmenas están flojas consumen unos 15 Kg. de miel y polen para producir 1 Kg. de

cera. Por el contrario cuando la colmena esta fuerte, consume solamente unos 10 Kg.

de miel y polen.

Sistema defensivo o vulnerador

El aparato de defensa es indispensable para la supervivencia de la especie.

Sin él, la atracción que la miel tiene para el hombre y otros animales habría

desaparecido hace siglos. Este órgano de defensa está compuesto fundamentalmente

por el aguijón y la bolsa de veneno.

Page 52: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

42

La ponzoña o aguijón es similar en estructura a un ovipositor. Esta estructura

sólo la tiene la hembra. En los Himenópteros, la ponzoña ha evolucionado hasta

convertirse en un aparato para inyectar veneno. La ponzoña está localizada en una

cámara en la parte terminal del abdomen. La aguja de la ponzoña parece ser sólida

pero en realidad está compuesta de tres partes movibles, un estilete y dos lancetas.

El estilete termina en punta fina pero en su parte proximal es bastante ancha, en su

parte interior recibe el veneno. Las lancetas son largas, esbeltas, puntiagudas y

corren a lo largo de la parte inferior del estilete. En el medio de estas tres estructuras

se forma un canal por donde pasa el veneno. La abeja encorva el abdomen hacia

abajo, expone la ponzoña, y la hunde en la piel del agresor. Las lancetas y el estilete

tienen, a lo largo de su borde una serie de espinas que facilitan su anclaje en la piel.

Por medio de acción muscular, las lancetas se mueven, en forma alterna hacia

adelante, penetrando cada vez más en la piel (Pesante, 2003). El veneno sale a la

víctima por unas hendijas en los costados terminales de la ponzoña. La misma sigue

bombeando veneno y penetrando aún cuando es desgarrada de la abeja.

El veneno es producido en dos glándulas, la principal es la glándula ácida,

mejor conocida como el saco de veneno, la cual produce ácido fórmico. La segunda

es la glándula básica. En el saco de veneno se almacenan las secreciones de ambas

glándulas; de esta forma, siempre existe una reserva de veneno para uso inmediato.

El veneno es chupado o succionado por acción de las lancetas y una serie de

válvulas, del saco de veneno a la base del estilete y finalmente pasa por el canal

formado por el estilete y las lancetas. La reina ha evolucionado con ponzoña menos

armada de espinas pues ésta es utilizada en el combate con otras reinas y el fin es el

de eliminar al adversario, y no morir en el proceso. Por el contrario, la obrera muere al

picar. La ponzoña de la reina es mucho más larga que la de las obreras y no tiene

tantas espinas en sus costados. En la ponzoña se produce una feromona que tiene un

efecto muy importante sobre las abejas de la colonia y de colonias vecinas. Esta es la

feromona de alarma, su componente principal es el acetato de iso-pentilo. Esta

feromona; alarma y alerta a las obreras; estimula el comportamiento de picar, pero su

función más importante es la de identifica la víctima a ser picada. Esta feromona sigue

Page 53: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

43

activa luego de picar a un agresor, las demás abejas se orientan a la fuente de

feromona y van a picar al área donde se encuentra la ponzoña. Las abejas de una

colonia pueden ser alertadas sin que una abeja pique a un agresor. Se observará, que

en ciertas ocasiones las obreras exponen el abdomen al aire y sacan la ponzoña,

percibiéndose en la mayoría de los casos una pequeña gota de veneno en su punta

(Pesante, 2003).

Ubicación taxonómica

Clasificación científica

Reino: Animalia

Filo: Arthropoda

Clase: Insecta

Orden: Hymenoptera

Suborden: Apocrita

Superfamilia: Apoidea

Familia: Apidae

Subfamilia: Apinae

Tribu: Apini

Género: Apis

Especie: A. mellifera

Linnaeus, 1758.

Page 54: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

44

Principales razas de Apis mellifera

Caucásica (Apis mellífera caucásica)

Esta abeja es originaria de los altos valles del Cáucaso central, su forma y

tamaño es similar al de las Carniolas y su color tiende a ser marrón, en ocasiones con

manchas marrones sobre las primeras franjas del abdomen con pelos que cubren su

cuerpo de color gris plomo. Es muy mansa y produce colonias potentes. Alcanza su

pleno desarrollo en verano y se consideran enjambradoras. Sus defectos principales

son la tendencia a propolizar en exceso los elementos de la colmena, la construcción

de opérculos planos y obscuros, la tendencia a desorientarse y pillar, además de ser

muy sensibles a Nosemiasis y no ser grandes productoras de miel.

Carniola (Apis mellifera cárnica)

Esta raza proviene de los Alpes austriacos de Yugoslavia y del valle del

Danubio (Hungría, Rumania y Bulgaria), es parecida a la italiana, ya que esta cubierta

de pelos cortos y abundantes, los zánganos tienden a ser gris o de un color gris

amorronado. Es reconocida por su mansedumbre y se dice que es una de las abejas

más dóciles que existen. Inverna bien, ya que su consumo de reservas en esta época

es muy limitado, propóliza poco y no es propensa al pillaje. Es muy resistente a las

enfermedades y tiene una lengua muy larga. Su principal defecto es la tendencia a

enjambrar debido a su acelerado desarrollo en épocas de floración (Root, 2002).

Europea o abeja negra (Apis mellifera melifera)

Fue la primera abeja que se introdujo en América, proviene de Inglaterra,

Holanda, Alemania y Francia, se cree que las abejas holandesas no eran negras sino

marrón. Esta abeja varía en aspecto y temperamento de acuerdo con el lugar de

origen, tiene cuerpo grande, tiene Alas angostas, pelos largos y color uniforme (en

Page 55: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

45

algunas ocasiones manchado), casi nunca presentan franjas bien marcadas, es

conocida por su laboriosidad y su temperamento nervioso (Root, 2002).

Italiana (Apis mellifera ligustica)

Procede del norte de Italia, se caracteriza porque los primeros anillos del

abdomen son amarillos en las obreras. Es laboriosa, mansa y poco enjambradora,

saca partido de las mieladas cortas, tiene tendencia a la deriva y construye pocas

celdas reales. La reina es amarillo cobriza y se deja observar fácilmente (Coronado,

1997).

Africana (Apis mellifera scutellata)

Se origina de las regiones templadas semiáridas y sábana del África central,

donde las condiciones ambientales poco estables y alta densidad de depredación,

influyeron en el desarrollo de un comportamiento altamente defensivo con capacidad

de reproducción en periodos cortos y emigración a lugares con más néctar,

ocasionando decremento por africanización en cuanto a producción de 85%

(Coronado, 1997). En 1956 la abeja africana fue llevada a Brasil, de donde escaparon

26 enjambres en 1957, llegando a Panamá en 1982 y a México por la frontera de

Guatemala a Chiapas en 1985, cruzando los límites de Texas en 1991.

Importancia como polinizador

La apicultura es una de las actividades industriales más antiguas del hombre,

teniendo su origen en el lejano oriente. Se conocen datos de esta práctica en tumbas

del antiguo Egipto, China y Persia (Baltierra, 2003).

Page 56: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

46

Los primeros registros que ponen de manifiesto la importancia de las abejas

melíferas para el ser humano, son frescos mesolíticos que datan aproximadamente

15,000 años en una caverna en Altamira, España y en Lascaux, Francia; y otros que

datan de aproximadamente 6,000 años en una cueva en Valencia (Bicorp), España y

de la misma antigüedad en una cueva en Tandjesburg, África del Sur. La importancia

de la polinización como tal fue plasmada en roca hace unos 5,000-6,000 años, en

Egipto. Ya en esa época se observan imágenes en relieve de individuos sacudiendo

racimos de flores macho sobre racimos de flores hembra de la palmera datilera

(Phoenix dactylifera (L.)). Sin embargo, hoy en día, aunque contamos con grandes

avances tecnológicos, la literatura científica hace referencia a la polinización como el

factor agronómico olvidado (Sanford, 1992). Algunas abejas europeas poseen

conductas que las hacen excelentes polinizadoras de diversos cultivos, entre ellos el

cultivo de tomate. Dada la importancia que ha adquirido el uso de polinizadores, en

varios países se ha desarrollado la técnica de domesticación. En México como en

muchos países se utiliza a las abejas, con la finalidad de polinizar los cultivos y

obtener los mejores rendimientos. Por esta razón, la industria alimentaria está

poniendo sus ojos en la apicultura y sus abejas para polinizar los cultivos.

Actualmente la abeja Apis mellifera es utilizada como una alternativa de insecto

polinizador, debido a los altos costos de introducir abejorros polinizadores en los

cultivos. En las zonas de clima templado se ha estimado que 70%-95% de los

insectos polinizadores son himenópteros, género del que sobresalen las abejas

solitarias, los abejorros y, sobre todo, las abejas de la miel (Apis mellifera). La abeja

es considerada como la más eficiente polinizadora: en estudios realizados por

corpoica de cada 100 insectos visitadores, entre 70 y 80 son abejas (Apis mellifera),

proporción que ha venido en aumento hasta alcanzar 90% del total de insectos

observados. Esto se debe principalmente a la desaparición de especies polinizadoras

silvestres como abejorros, abejas solitarias, avispas, dípteros, y coleópteros. La abeja,

por su gran capacidad de adaptación a cualquier tipo de flora y su fidelidad a una

especie floral dada, se convierte en uno de los más eficientes polinizadores, ya que, al

realizar la recolecta de néctar y polen necesario para el mantenimiento de la colonia,

aloja en su cuerpo piloso miles de granos de polen que transporta hasta el estigma de

Page 57: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

47

otra flor. Desde el punto de vista de la eficiencia en la polinización de cultivos, son

más importantes las abejas recolectoras de polen que las recolectoras de néctar, ya

que las primeras ingresan a las flores por el medio teniendo más contacto con el

polen que las abejas recolectoras de néctar que ingresan por el costado de la flor sin

tocar el polen.

Los beneficios económicos estimados por el incremento de las cosechas en

campo gracias a la acción de las abejas es de unas 14 veces el valor total de la

producción apícola de una explotación, por lo que en algunos países las abejas son

estimadas más por la polinización que realizan en los cultivos que la mima producción

apícola.

La agricultura es la principal beneficiaria de los servicios polinizantes realizados

por las abejas Apis mellifera.

Efectos negativos de los pesticidas sobre agentes polinizadores

Sin embargo, que no quepa la más mínima duda de que la abeja melífera es el

agente polinizador más cosmopolita y el más utilizado en aquellos cultivos que

requieren o se benefician de insectos para el cuaje de semilla, vegetal o fruta. Por

último, el número de polinizadores que se observan en un predio de siembra ha

venido disminuyendo con los años como resultado del uso de plaguicidas y de la

modificación y destrucción del hábitat natural (Kevan, 2001). Los recientes descensos

en las poblaciones de abejas y la creciente demanda de los cultivos de insectos de

polinización aumentan las preocupaciones sobre la escasez de polinizadores. La

exposición a pesticidas y patógenos interactúa para causar fuertes efectos negativos

en las colonias manejadas de abejas.

Las colonias en las colmenas pueden ser afectadas directamente por los

pesticidas, pero con mayor frecuencia sólo las abejas pecoreadoras mueren en

Page 58: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

48

campo o sus funciones fisiológicas se ven afectadas. Sin embargo, si las abejas

pecoreadoras mueren, la colonia en su totalidad es afectada, ya que son las

responsables de mantener el ingreso de alimento a la colmena (kevan, 1999).

Investigaciones recientes están descubriendo diversos efectos subletales de

los plaguicidas sobre las abejas. Los insecticidas y fungicidas pueden alterar los

insectos y la actividad enzimática, el desarrollo, el comportamiento de oviposición, las

proporciones de sexos en la descendencia, la movilidad, el vuelo y la orientación, el

comportamiento de alimentación, el aprendizaje y la función inmune. El

funcionamiento de inmunidad es de particular interés debido a los recientes

descensos de poblaciones relacionados con la enfermedad de las abejas. La

exposición a plaguicidas aumenta la susceptibilidad a la toxina y la mortalidad por

enfermedades en el intestino causada por el parásito Nosema spp. Estos incrementos

pueden estar vinculados a alteraciones inducidas por el insecticida en las vías del

sistema inmune, que han sido encontrados para varios insectos, incluyendo las abejas

de miel (Pettis et al., 2013).

Page 59: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

49

Descripción de los insecticidas

Organoclorados

Este grupo de insecticidas se caracteriza porque presentan en su molécula

átomos de carbono, hidrogeno, cloro y ocasionalmente oxigeno; contienen anillos

cíclicos o heterocíclicos de carbono; son apolares y lipofílicos; tienen poca reactividad

química. Son altamente estables, característica que los hace más valiosos por su

acción residual contra insectos y a la vez peligrosos debido a su prolongado

almacenamiento en la grasa de los mamíferos (Lagunes et al., 1994).

Endosulfan

El endosulfan es un insecticida neurotóxico que pertenece al grupo de los

Organoclorados. Es un Insecticida con propiedades de acaricida, actúa de contacto e

ingestión y a temperaturas mayores a 22o C a través de su fase gaseosa, debido a la

fase de gas del endosulfan, que se desarrolla a temperaturas mayores a 22o C

(DEAQ, 2004).

Modo de acción: Bloquean la transmisión del impulso nervioso a nivel

neuromuscular, es decir, bloquean el flujo clorinado dependiente del ácido

gamaminiburitico (GABA) hacia el complejo acarreador de iones del receptor clorinado

de GABA, este ácido es el encargado de realizar la transmisión nerviosa entre la

célula nerviosa activadora y los músculos receptores de la orden de contracción

(Soderlund et al., 1989).

Piretroides

El piretro natural fue descubierto hace muchos años el cual es un extracto de

las cabezas florales del crisantemo (Chrysanthemum cinerariefolium), que se ha

usado como insecticida desde el año 400 A. de C. este extracto fue introducido a

Page 60: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

50

Europa en el siglo XVIII, que cobró gran interés por su excelente acción insecticida, lo

que ha conducido al establecimiento de las piretrinas (término genérico para los seis

productos químicos activos que los constituyen). Se sabe que son muy tóxicas para

los insectos, produciendo en ellos una acción rápida de parálisis conocida como

“efecto de derribe” y con baja toxicidad para los mamíferos y las plantas (Cremlyn,

1995).

El primer piretroide sintético comercial fue la aletrina descubierta en 1949

aunque muy poco eficaz, y fue en 1965 cuando apareció la tetrametrina. En 1967 se

anuncio el descubrimiento de la resmetrina, posteriormente se sintetizó la fenotrina

aunque un poco inestable, sin embargo, en la década de los setentas se logró la

síntesis de compuestos que superaban la inestabilidad en el medio ambiente y con las

características deseables del piretro natural como lo fue la Permetrina al que se le

agregaron moléculas de cloro para lograr mayor estabilidad (Lagunes et al., 1994).

Modo de acción: Los piretroides afectan el sistema nervioso tanto central como

periférico. Causando que el potencial de acción de sodio se prolongue, lo que pudiera

ser la causa de las descargas repetitivas que se observan en el impulso nervioso

(Narahashi, 1971). Los piretroides presentan mecanismos de acción que afectan

básicamente el sistema nervioso periférico, al bloquear, los impulsos eléctricos a nivel

de su transmisión final finalizando con parálisis nerviosa que se debe a cambios que

se producen en la membrana. Al ser bloqueados los canales de sodio, alteran la

conductividad del ion en tránsito (Soderlund et al., 1989). La aplicación de

concentraciones mayores de piretroides da como resultado el bloqueo total de la

transmisión del impulso nervioso (Cremlyn, 1995).

Bifentrina

Piretroide no sistémico con actividad insecticida y acaricida por contacto e

ingestión. Posee buen efecto de choque y alta persistencia: 3 semanas o superior.

Producto con actividad sobre numerosas plagas de insectos de la parte aérea de los

Page 61: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

51

cultivos. Resulta muy efectivo sobre ácaros, si bien tiene un cierto efecto ovicida

sobre ácaros, es más eficaz en la eliminación de larvas jóvenes, ninfas y adultos. Ha

sido desarrollado principalmente para su aplicación por vía foliar. Por su solubilidad en

agua [Koc 1.31-3.02x105] su potencial de translocación es prácticamente nulo.

Es muy poco móvil en suelos arenosos, e inmóvil en limo-arcillosos y arcillosos. No se

elimina por escorrentía o lixiviación. En el suelo se degrada a ritmo lento. Su vida

media en el campo es de 7-62 días según tipo de suelo. Se le considera

moderadamente persistente (hasta 32 semanas).

Neonicotinoides

Los neonicotinoides son una de las más nuevas clases de insecticidas,

sintetizados a partir de la nicotina natural y con un nuevo modo de acción. Estos

compuestos actúan sobre el sistema nervioso central de los insectos, más

específicamente a nivel de los receptores nicotínicos de acetilcolina (nAChR),

resultando en la excitación y parálisis seguido de muerte. Los neonicotinoides son

considerados compuestos principales para el control de plagas suctopicadoras como

moscas blancas y pulgones (Thompson, 2003)

Imidacloprid

El Imidacloprid fue introducido en Europa y Japón en 1990, y fue registrado por

primera vez en los EEUU en 1992. Es un insecticida sistémico que tiene

características de buena acción sistémica por la raíz y una notable acción de contacto

y estomacal. Se usa para tratamiento del suelo, de semilla y foliar en diferentes

cultivos, con alto poder residual. Imidacloprid fue restringido su uso en muchos

cultivos debido a su alta toxicidad para abejas y polinizadores. A raíz de esto

surgieron nuevas moléculas entre las que podemos destacar: acetamiprid, tiametoxan

y tiacloprid. Los registros de estos neonicotinoides fueron otorgados en el 2002 en los

EEUU (Ware y Whitacre, 2004). Modo de acción: por contacto directo o ingestión al

Page 62: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

52

alimentarse la plaga de la savia o tejidos de la planta. Interfiere agonísticamente con

los receptores nicotínicos de la acetilcolina en el sistema nervioso del insecto.

Inhibidores de la quitina

Las benzoilúreas o inhibidores de la síntesis de quitina, funcionan como

reguladores del crecimiento de los insectos, interfiriendo con la síntesis de la quitina.

Su principal mecanismo de entrada es por ingestión. Su mayor efectividad se

presenta en larvas de lepidópteros y coleópteros al producir una ruptura de la

cutícula, afectando su capacidad de alimentarse (Ware y Whitacre, 2004). Estos

productos no son neurotóxicos y son deseables en programas de manejo integrado

(Palumbo et al., 2001). Existen dos tipos de inhibidores de quitina, las benzofenil

ureas y el buprofezin (Ishaaya y Degheele, 1997).

Buprofezin

El buprofezin es un derivado de la tiadiazina y es el único miembro derivado de

este producto, Su mayor efectividad se presenta en larvas de lepidópteros y

coleópteros al producir una ruptura de la cutícula, afectando su capacidad de

alimentarse (Ware y Whitacre, 2004). El buprofezin suprime la embriogénesis y

formación de progenie; no es propiamente un ovicida, ya que suprime la

embriogénesis a partir de los adultos tratados con este producto (Ishaaya y Degheele,

1997; Ishaaya et al., 1988). Este insecticida es una herramienta eficaz contra insectos

como escamas, moscas blancas, saltamontes, entre otros, por lo tanto es necesario

establecer programas de manejo de resistencia que promuevan la alternancia de

producto.

Por el modo de acción de estos productos y la especificidad para usarse en

determinados estados de desarrollo del insecto, es necesario comprender la biología

de los individuos y el momento adecuado para usarlos (Palumbo et al., 2001).

Page 63: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

MATERIALES Y METODOS

El presente estudio se realizó en el Laboratorio de Toxicología en el

Departamento de Parasitología que se encuentra dentro de las instalaciones de la

Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro, ubicada en Buenavista, Saltillo,

Coahuila, en el ciclo correspondiente a los meses de Enero a Junio del 2013.

Material Biológico

Para poder llevar a cabo la realización de este proyecto fue necesario adquirir

cuatro núcleos de Apis mellifera en la empresa Apícola Monte alto, que se encuentra

ubicada en la sierra del municipio de Xicotepec, en el estado de Puebla. Los núcleos

mencionados fueron adquiridos en el mes de Marzo, dichos núcleos fueron

introducidos a cámaras de cría comerciales, de 10 bastidores y fueron alimentadas

una vez a la semana con una preparación de un jarabe que llevaba en proporción

50% agua hervida y 50% azúcar de caña, ayudando al incremento de la población.

Las colmenas se establecieron en terrenos de la UAAAN, que se localizaban entre las

coordenadas geográficas 25° 22‟ de latitud norte y 101° 02‟ longitud oeste y a una

altitud de 1742 msnm., con una temperatura media anual de 19.8° C.

Plaguicidas utilizados

Se determino la selección de los plaguicidas evaluados de acuerdo a visitas

previas a los productores de tomates dueños de invernaderos, quienes mencionaron

cuales productos eran los más utilizados en el manejo del cultivo. Una vez obtenida

esta información se procedió a la adquisición de los productos Thiodan® 35 CE

(Endosulfan), Talstar® 100 CE (Bifentrina), Applaud® 40 SC (Buprofezin), Confidor®

70 WG (Imidacloprid).

Page 64: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

54

Método de Bioensayo

Para el desarrollo del presente trabajo se utilizó el método de bioensayo de

dieta envenenada (OECD, 1998). Utilizando diferentes concentraciones.

Método de bioensayo de dieta envenenada (OECD, 1998).

Para la realización del bioensayo de dieta envenenada, primero se ubicaron las

concentraciones las cuales se obtuvieron mediante un estudio previo denominado

ventana biológica, que nos proporcionó información para partir de una concentración

adecuada. Para la obtención de las soluciones a diferentes concentraciones se partió

de una solución madre de 1000 ppm, que fue diluida en la dieta de la abeja, la cual

consistió en preparar un litro de solución al 50% de fructosa para obtener las

concentraciones deseadas. Dichas diluciones se hicieron justo en el momento de

realizar el bioensayo con el fin de evitar la fermentación.

Se realizaron tres repeticiones por tratamiento y un testigo. El recipiente

utilizado fue un frasco de plástico transparente con una capacidad de un litro con

perforaciones para la respiración; con cinco concentraciones más un testigo, dando

un total de dieciocho unidades experimentales para cada plaguicida a evaluar.

El bioensayo se realizo con abejas obreras adultas realizando la técnica

conocida como dieta envenenada, que consistió en colocar discos de papel filtro de 4

cm de diámetro con 3 ml de la concentración requerida para la dieta de la abeja

introduciendo la misma cantidad en cada frasco, una vez que se tenía en cada uno de

los frascos las diferentes concentraciones se introdujeron en cada uno de ellos 10

abejas obreras adultas. Posteriormente los frascos con las dietas tratadas fueron

tapados.

Los frascos con tratamientos fueron tapados con la misma tapa pero que estos

tenían una abertura de 5 cm de diámetro tapadas con tela organza, para facilitar el

Page 65: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

55

intercambio de aire dentro del frasco. El tratamiento del testigo únicamente fue

alimentado con alimento libre de plaguicida.

Las observaciones de mortalidad se realizaron a las 12 y 24 horas. Se

considero como individuo muerto aquel que no presentó movilidad alguna al momento

del conteo. Utilizando solamente el movimiento del frasco para incitar el movimiento

de los insectos. Con los datos obtenidos de los conteos se determinaron los

porcentajes de mortalidad de cada concentración, para posteriormente determinar los

valores de CL50 CL95 mediante el análisis probitt.

Cuadro 3.- Productos y concentraciones evaluadas en los tratamientos, en el

experimento de Apis mellifera con los cuatro plaguicidas.

Producto

Bifentrina* Buprofezin* Endosulfan* Imidacloprid*

10 100 2000 3

8 70 1500 2

5 50 1000 1

3 15 500 0.5

0.1 1 200 0.1

0.01

Datos expresados en ppm.*

Análisis estadístico

Con los resultados de los bioensayos se realizaron los análisis probitt, donde se

obtuvo la CL50, CL95, Ecuación de predicción, línea de respuesta Dosis-Mortalidad que

se graficaron en papel logaritmo-probitt.

Page 66: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

RESULTADOS Y DISCUSIONES

A continuación se muestra la descripción de los resultados obtenidos del método

de bioensayo realizado. Presentando de la forma siguiente: Para las 12 y 24 hrs se

muestran los valores de CL50 y CL95, además también se muestran las líneas de

regresión Dosis-Mortalidad y tendencia.

Resultados del bioensayo obtenidos a 12 horas

Concentración letal

Con respecto a la concentración letal media (CL50) en el bioensayo para los

diferentes insecticidas a las 12 horas, podemos observar (cuadro 4) los siguientes

resultados; para el producto Bifentrina la CL50 fue de 6.494 ppm, Imidacloprid 16.083,

Endosulfan 128.256 ppm y Buprofezin de 2946 ppm respectivamente. Estos

resultados nos muestran que la Bifentrina es el producto más tóxico ya que se

requiere una concentración muy pequeña del producto para llegar a matar el 50 % de

la población; caso contrario lo muestra el producto Buprofezin, el cual necesita

concentraciones muy altas para poder llegar a matar al 50% de la población.

Page 67: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

57

Cuadro 4.- CL50, CL95 y ecuación de predicción de los productos evaluados sobre

abejas obreras adultas (Apis mellifera) a 12 horas de exposición.

Plaguicida # *CL50 *CL95 Ecuación de predicción

Bifentrina 180 6.494 15.214 Y= - 3.614 - 198.868 Imidacloprid 180 16.083 55323 Y= - 0.561 - 311.504 Endosulfan 180 128.256 23427 Y= - 1.533 - 281.194 Buprofezin 180 2946 79726 Y= - 3.983 - 272.058

#: Número de individuos en la prueba

*: Datos expresados en ppm

Para la concentración letal media (CL50), obtenida a las 24 horas de exposición, en el

cuadro 4, podemos observar que el producto imidacloprid es el más toxico con tan

solo 0.393 ppm, mientras que Buprofezin necesita 973.087 ppm para llegar a una

concentración letal media.

Cuadro 5.- CL50, CL95 y ecuación de predicción de los productos evaluados sobre

abejas obreras adultas (Apis mellifera) a 24 horas de exposición.

Plaguicida # *CL50 *CL95 Ecuación de predicción

Bifentrina 180 5.605 17.640 Y= - 2.472 - 213.823 Imidacloprid 180 0.393 144.453 Y= - 0.259 - 366.715 Endosulfan 180 21.306 6697 Y= - 0.875 - 313.832 Buprofezin 180 973.087 6358 Y= - 6.029 - 278.718

#: Número de individuos en la prueba

*: Datos expresados en ppm

Page 68: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

58

Con los resultados de la CL50 de cada plaguicida, podemos mencionar que la

mortalidad de Apis mellifera, presenta niveles más altos a las 12 hrs para el producto

befentrina, ocupando solamente 6.494 ppm, seguido por el producto imidacloprid con

16.083 y endosulfan con 21.306 ppm respectivamente. Siendo el buprofezin el que

presento los valores más altos de CL50 (2946 ppm) y por lo tanto el menos riesgoso

para esta especie. En relación a las 24 hr de exposición, podemos mencionar que el

producto imidacloprid fue el más toxico al presentar una CL50 de 0.393 ppm, seguido

de 5.605, endosulfan con 21.306 ppm respectivamente. Siendo nuevamente el

buprofezin el producto menos tóxico (973.087 ppm). Para el producto bifentrina, Fell

(2012) menciona que el insecticida bifentrina es altamente tóxico a abejas al poco

tiempo de ser aplicado, razón por la cual el producto presento una mayor toxicidad a

las 12 hrs. Para el producto imidacloprid, Khans y Dethe (2005) reportan una CL50 de

0.380 ppm, mientras que González en el 2012 reportó una CL50 de 0.100 ppm para

este mismo producto, siendo estos resultados similares a los encontrados en nuestra

investigación (0.393 ppm). Para el producto endosulfan, Scott (2010) reporta un rango

de 70 a 218 ppm, resultados muy superiores a los encontrados en nuestra

investigación (21.306 ppm). Por otro lado Hardstone y Scott (2010), clasificaron

diferentes compuestos en relación a la toxicidad con Apis mellífera, donde bifentrina

se cataloga con extremadamente toxica, imidacloprid de regular a altamente toxico,

endosulfan como moderadamente toxico y buprofezin como inocuo. Resultados que

son similares en relación a la cantidad de ppm en nuestra investigación.

Líneas de Regresión Dosis Mortalidad

En la figura 8 se exponen las líneas de respuesta dosis-mortalidad, bajo la

metodología de dieta envenenada en referencia a la recta correspondiente para cada

producto, podemos mencionar que se obtuvo una respuesta más rápida a 12 horas

con el producto Bifentrina; así mismo se obtuvo con el mismo producto una CL95 de

15.214 ppm a 12 horas de exposición, por lo anterior se concluye que en base a la

respuesta de las líneas dosis-mortalidad de abejas obreras adultas, en el producto

Bifentrina a 12 horas de exposición presentan una relación más estrecha entre

Page 69: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

59

concentración y mortalidad en relación a los demás productos donde la relación es

más amplia.

Figura 8.- Líneas de respuesta dosis mortalidad sobre abejas obreras adultas (Apis

mellifera) con los cuatro insecticidas a 12 horas de exposición.

En la figura 9 se exponen las líneas de respuesta dosis-mortalidad, bajo la

metodología de dieta envenenada en referencia a la recta correspondiente para cada

producto, podemos mencionar que ahora el producto que obtuvo una respuesta más

rápida fue con el producto Imidacloprid; así mismo se obtuvo una CL95 de 17.64 ppm

a 24 horas de exposición. Sin embargo el producto Bifentrina a 24 horas de

exposición sigue presentando una relación muy estrecha entre concentración y la

mortalidad, en contraste a este producto, está el endosulfan donde la relación es la

más amplia en comparación a los demás productos evaluados a 24 horas.

Page 70: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

60

Figura 9.- Líneas de respuesta dosis mortalidad sobre abejas obreras adultas (Apis

mellifera) con los cuatro insecticidas a 24 horas de exposición.

Page 71: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

CONCLUSIONES

De acuerdo a los resultados obtenidos de la presente investigación podemos concluir:

1. La especie Apis mellifera es más susceptible al ingrediente activo Bifentrina a

una exposición de 12 hrs.

2. El producto Imidacloprid fue más tóxico a 24 hrs.

3. El activo Endosulfan presento niveles de moderadamente tóxico y Buprofezin

quedo como inocuo para Apis mellifera.

4. Por último clasificamos en nuestra investigación a estos insecticidas

a) Tóxico: Bifentrina.

b) Moderadamente tóxico: Imidacloprid y Endosulfan.

c) Inocuo o No Tóxico: Buprofezin

Page 72: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

LITERATURA CITADA

Apablaza, C. 1981 Efecto de C598 como atrayente de abejas (Apis mellifera L.) en la

polinización de paltos (Persea americana Mili.) cv. Fuerte para la zona de

Quillota, V región.Taller de Licenciatura. Quillota, Universidad Católica de

Valparaíso, Facultad de Agronomía. 50p.

Baltierra, V. R. 2003. Prevalencia de Varroasis en la Sociedad de Apicultores de San

José De Gracia, Municipio de Marcos Castellanos Michoacán. (Tesis de

licenciatura). Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad

Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. Michoacán, México.

Bewley J & M Black (1982) Physiology and biochemistry of seeds. Volume II. Sprnger-

Verlag, Berlin, Germany. 315 pp.

Borror, D.J. Triplehorn C.A. ande Johnson N.F. 1989. An introduction to the study of

insects. 6a edition. Saunders College Publishing EUA. 875 pp.

Burgett Md, Titavan M (1993) Brood thermoregulation by the giant honey bee (apis

dorsata) Nat Hist Bull Siam Soc 41:93-98, Keywords:

brood/dorsata/thermoregulation.

Coronado E. 1997. Historia de la apicultura en México (segunda parte). Apitec. (2): 4-

6

Coto, Daniel 2003, insectos plagas de cultivos perennes con énfasis en frutales en

América central/ Daniel coto, Joseph L. Saunders,-- Turrialba, C. R. CATIE,

420P.

Page 73: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

63

Cremlyn, RJ. 1995. Agrochemicals: Preparation and mode of action:New York, Wiley

& Sons. 396 p

DEAQ, 2004, Diccionario de especialidades agroquímicas vol.1

Fell, R. D. 2012. Regulations and basic information: Protecting honey bees. (En línea).

Disponible en: http://pubs.ext.vt.edu/456/456-018/Section-

1_Regulations_and_Basic_Information-5.pdf

Geisenberg, C. and Stewart, K. 1986. Field crop management. In: Atherton, J.G. and

Rudich, J.G. and Rudich, J (Eds.),pp 511-557. The Tomate crop. Chapman y

Hall, London, UK.

Ishaaya, I, Degheele, D. ed. 1997. Insecticides with novel modes of action:

mechanisms and applications. Alemania Springer. 289 p.

Irwin, H.S. 1970. Cassia. In manual of the vascular plant of Texas, D. S. Correll and M.

C. Johnston. 785-92. Renner: Texas Research Foundation.

Castellanos, Javier Z. Manual de producción de tomate en invernadero 2010

Pettis, Lichtenberg EM, Andree M, Stitzinger J, Rose R, et al. (2013) La polinización

de cultivos Expone Abejas de la miel a los pesticidas que altera su

susceptibilidad al patógeno intestinal Nosema ceranae . PLoS ONE 8 (7):

e70182. doi:10.1371/journal.pone.0070182

http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0070

182

Page 74: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

64

Kevan, P.G., 1999. Pollinators as bioindicators of the state of the environment:

species, activity and diversity. Agriculture, Ecosystems and Environment 74,

373-393.

Khans y Dethe., 2005. Toxicity of New Pesticides to Honey bees, Department of

entomology, Mahatma Phule Krishi Vidyapeeth, Rahuri-413 722 Dist.

Ahmednagar, India.

Lagunes, T., A. Y J. Villanueva, J.1994. Toxicología y manejo de insecticidas. Colegio

de Posgraduados en Ciencias Agrícolas. Montecillos, Edo. de México. 264

pp. 55, 175-224.

León G., H. M. 2001. Manual para el cultivo de tomate en invernadero. Gobierno del

Estado de Chihuahua.

M.E. Whalon, D, Mota- Sanchez and R. M. Hollingworth, 2008. Analisys of global

pesticide resistence in arthropods, 25 p.

Mc Gregor, S. 1976. Insect pollinators of cultivated crop plants.Washington

Departament of Agriculture United States.441 p.

Nuez, Fernando. 2001. El cultivo del tomate, Ediciones mundi-prensa Reimpreso

2001 17 p.

Palumbo, j.c.; Horowitz, a.r.; Prabhaker N. 2001. Insecticidal control and resistance

management for Bemisia tabaci. Crop Protection 20:739-765 p.

Persano L. A., 2002. Apicultura Práctica, edit. AGT EDITOR. S.A. Progreso no. 202-

colonia Escandón C.P. 11800 México D.F., 5 ta. Reimpresión, págs.: 131,

142, 143, 144, 151, 152, 154, 156, 157, 167, 168, 170, 172.

Page 75: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

65

Pesante a. d. g. 2003. Anatomía de la abeja. Notas de las conferencias capítulo 3,

anatomía Universidad de Puerto Rico, recinto Universitario de Mayagüez.

Picken AJF. 1984. A review of pollination and fruit set in the tomato (Lycopersicon

esculentum Mill). Journal of Horticultural Science 59, 1-13.

Rallo, J. 1986. Frutales y abejas.Madrid, Publicaciones de Extensión Agraria.231 p.

Razeto, B.1999. Para entender la fruticultura. Santiago, Universidad de Chile. 373p

Ritter, 2001. Enfermedades de las bajas, editorial: ACRIBIA, S. A. Royo, 23-50006

Zaragoza (España) págs. VII, 1, 2, 3, 4, 12.

Root, A.1976. ABC y XYZ de la Apicultura. Enciclopedia de la cría científica y práctica

de las abejas. 15a.ed.Buenos Aires, Argentina, Hachette.670p.

SAGARPA, 2008. Manual de patología apícola. [en línea]. Coordinación General de

Ganadería. Programa nacional para el control de la abeja africana.

http://www.sagarpa.gob.mx/ganaderia/Publicaciones/Lists/Manuales%20apc

olas/Attachments/3/manbasic.pdf [Consulta: 23 Noviembre 2013].

Scott, Jeffrey, G. 2010 Society of Chemical Industry Correspondence to, Department

of Entomology, Comstock Hall, Cornell University, Ithaca, NY 14853-0901,

USA.

Schopflocher, R. 1996, Apicultura lucrativa. (10º edición). Ed. Albatros. Buenos Aires,

Republica Argentina. P. 9-12, 182-183.

Smith, Andrew F. 1994. “The tomato in America” library of congress catalaging-in-

publication Data. reprint. originally published: columbia, s.c: university of

south carolina prees,c 1994 3pag

Page 76: JESÚS ROSARIO ÁLVAREZ SILVA INGENIERO AGRONÓMO …

66

Soderlund, D. M., Clark, J. M., Sheets, L. P., Mullin, L. S., Piccirillo, V. J., Sargent, D.,

Stevens, J. T., and Weiner, M. L. (2002). Mechanisms of pyrethroid

neurotoxicity: Implications for cumulative risk assessment. Toxicology 171,

3–59.

Thompson, H. M. 2003. Behavioural effects of pesticides in bees– their potential for

use in risk assessment. Ecotoxicology 12 (1/4): 317-330.

Verkerk K. 1955. Temperature, light and the tomato. Mededelingen van de

Villaseñor y Espinosa 1998, Agricultura técnica en México, 17 pág.

Ware, G.W.; Whitacre D.M. 2004. Introducción a los insecticidas. Radcliffe‟s. El Texto

Mundial de MIP. Introducción a los Insecticidas. In: The Pesticide Book, 6th

ed. Publicado por MeisterPro Information Resources (Meister Media

Worldwide Willoughby, Ohio. Disponible en:

http://ipmworld.umn.edu/cancelado/Spchapter/W&WinsectSP.htm.

Westwood, M. 1982. Fruticultura de Zonas Templadas. Madrid, Mundi-Prensa.461 p.

Yang yan-xia, Jin Shao-qiang, LI Shao-nan, Wei Fang-lin, Zhu Guo-nian, 2008. Oral

toxicity and risk of five insecticides for bees (Instituto de Pesticidas y

Toxicología Ambiental, Universidad de Zhejiang, Hangzhou 310029, China).